Perancangan Pabrik Alkylbenzene Sulfonic Acid

PRA RANCANGAN PABRIK

LINEAR ALKYLBENZENE SULFONIC ACID (HLAS)

LAPORAN TUGAS AKHIR Sebuah laporan sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Strata satu (S-I) Bidang Teknik Kimia

Disusun oleh : DEDY KHAERUDIN

(114010026)

DUDDY PRIBADI UTAMA

(114010072)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA SERPONG 2006

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN TUGAS AKHIR LINEAR ALKYLBENZENE SULFONIC ACID (HLAS)

Telah diperiksa dan disetujui oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

(Dr. Lukman Satibi)

(Junius Hardy, MT)

Mengetahui:

P.H. Ketua Jurusan Teknik Kimia

(Ir. Ratnawati, M.Eng.Sc)

Koordinator Tugas Akhir

(Ir. Ratnawati, M.Eng.Sc)

i

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa dimana rahmat dan karunia – Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir kami yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid (HLAS). Adapun tujuan penyusunan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan program sarjana strata satu (S1) Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Kimia, Institut Teknologi Indonesia (ITI). Pada kesempatan ini kami ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sedalam–dalamya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, bimbingan, saran, informasi dan keterangan pada kami. Ucapan ini kami tunjukan khusus pada : o Orang tua kami tercinta yang tanpa kenal lelah memberikan dukungan baik materil maupun spirituil, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. o Bapak Dr. Lukman Satibi, selaku pembimbing I Tugas Akhir yang telah membantu dan membimbing kami dengan sabar. o Junius Hardy, MT. selaku pembimbing II Tugas Akhir yang telah membantu kami. o Bapak Dr. Ir. Sidik Marsudi, M.Sc selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Indonesia. o Ibu Ir. Ratnawati, M.Eng.Sc, Koordinator Tugas Akhir Institut Teknologi Indonesia.

o Ainil Mila always special for wgy heart. o Keluarga besar angkatan 2001 yang telah memberikan dukungan moril, sarana dan prasarana dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. o Keluarga besar Jaya Kost, special for Emba Sinto yang telah memberikan prasarana dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. o Serta semua pihak yang telah memberi dukungan moril, dengan tidak mengurangi rasa terima kasih, yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Kami menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Oleh karena itu segala saran dan kritik yang membangun akan diterima dengan senang hati. Besar harapan kami semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua

Serpong, Agustus 2006

Penyusun

iii

ABSTRAK

Linear

Alkylbenzene

Sulfonic

Acid

(LAS/LABSA/LABS/HLAS)

merupakan bahan surfaktan/surfactant (Surface Active Agent). Surfaktan digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan deterjen, cairan pembersih, sabun, kosmetik dan untuk keperluan proses industri. LAS merupakan surfaktan yang paling banyak digunakan untuk deterjen saat ini. Sifat fisiknya yang memiliki struktur molekul rantai lurus (sehingga lebih mudah terdegradasi di alam) telah menggantikan posisi Alkyl Benzene Sulfonate (ABS) yang berantai bercabang. Perkembangan pasar HLAS Indonesia terus mengalami peningkatan konsumsi. Hingga saat ini pabrik LAS di Indonesia masih kurang sedangkan pembuatan LAB (Linear Alkylbenzene) sebagai bahan baku utama LAS, diproduksi tunggal oleh PT UIC dengan kapasitas 150.000 ton/tahun. Pada tahun 2008 diproyeksikan akan terdapat kekurangan pasokan LAS sebesar 62.000 ton. Dari kondisi diatas maka perlu pendirian Pabrik HLAS pada tahun 2007 dan mulai beroperasi tahun 2008 dengan kapasitas 60.000 ton per tahun untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri maupun ekspor ke luar negeri. Berdasarkan faktor yang berpengaruh terhadap pendirian pabrik maka kawasan industri Cilacap, Jawa Tengah merupakan lokasi terpilih untuk pabrik tersebut. Proses pembuatan HLAS dari n-paraffin C12-C14 dilakukan melalui tiga tahap reaksi yaitu dehdrogenasi, alkilasi dan sulfonasi. Pada tahap sulfonasi LAB direaksikan dengan SO3 uap yang bercampur dengan inert udara pada reaktor

iv

berpengaduk yang berlangsung kontinyu. Kondisi operasi pada suhu 45°C dan tekanan atmospherik. Reaksi: C6H5.C12H25 + SO3 uap

C6H4 C12H25.SO3H

Alat utama yang dipakai adalah reaktor CSTR dengan diameter 2,47 m dan tinggi 4,95 m. Bentuk badan hukum dari pabrik HLAS adalah Perseroan Terbatas (PT). Perusahaan ini dipimpin oleh seorang Direktur Utama dengan jumlah tenaga kerja sebanyak 242 orang dan jumlah hari kerja 330 hari dalam setahun. Struktur organisasi yang digunakan adalah struktur organisasi garis dan staff. Berdasarkan analisa ekonomi pabrik Linear alkylbenzene Sulfonic Acid adalah sebagai berikut: Total Modal Investasi

= Rp 427.894.870.000

Modal Investasi Tetap FCI)

= Rp 305.257.820.000

Modal Kerja (WCI)

= Rp 122.637.050.000

Struktur Permodalan Modal sendiri (61%) Pinjaman bank (39%)

= Rp 262.294.870.000 = Rp 165.594.540.000

Break Event Point Tahun ke-1 = 32,47 % Internal Rate of Return = 37,49% Minimum Payback Period = 4 tahun 5 bulan Dengan perkiraan bahwa perekonomian Indonesia stabil untuk tahun – tahun mendatang, maka analisa diatas menunjukkan bahwa pabrik Linear alkylbenzene Sulfonic Acid ini layak untuk didirikan.

v

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan ..................................................................................

i

Lembar Lembar Revisi..............................................................................

ii

Kata Pengantar ..........................................................................................

iii

Abstrak ......................................................................................................

v

Daftar Isi ...................................................................................................

xii

Daftar Tabel ..............................................................................................

xiii

Daftar Gambar...........................................................................................

xiv

BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Sejarah Perkembangan Produk ..........................................................

I-1

1.2. Latar Belakang ...................................................................................

I-2

1.3. Analisa Pasar Kebutuhan Pabrik........................................................

I-4

1.4. Penentuan Kapasitas Pabri .................................................................

I-10

1.5. Perencanan Pendirian Pabrik .............................................................

I-12

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES 2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................................

II-1

2.1.1 Deterjen ....................................................................................

II-1

2.1.2 Pengertian Surface Activating Agent (Surfactant)...................

II-3

2.1.3 Klasifikasi Surfaktan/Deterjen)................................................

II-3

2.1.4 Dehidrogenasi n-paraffin ..........................................................

II-9

2.1.5 Alkilasi Benzene .......................................................................

II-10

2.1.7 Sulfonasi LAB ..........................................................................

II-10

vi

2.2 Seleksi Proses.....................................................................................

II-12

2.2.1 Proses Pembuatan LAB ............................................................

II-12

2.2.1 Proses Sulfonasi........................................................................

II-20

2.3 Deskripsi Proses.................................................................................

II-24

2.3.1 Proses Pembuatan LAB ............................................................

II-24

2.3.2 Proses Sulfonasi........................................................................

II-25

2.3.3 Diagram Alir Proses Keseluruhan ............................................

II-28

BAB III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK 3.1 Bahan Baku Utama dan Penunjang....................................................

III-1

3.3 Produk ................................................................................................

III-4

BAB IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI 4.1. Neraca Massa .....................................................................................

IV-1

4.1.1 Neraca Massa Reaktor Dehydrogenasi (R-01) .........................

IV-1

4.1.2 Neraca Massa Separator (S-01) ................................................

IV-2

4.1.3 Neraca Massa Reaktor Alkylasi (R-02) ....................................

IV-2

4.1.4 Neraca Massa Stripper (ST-01) ................................................

IV-3


IV-3


IV-4

4.1.7 Neraca Massa Vaporizer (V-01) ...............................................

IV-4

4.1.8 Neraca Massa Pengering Udara (PU) .......................................

IV-5

4.1.9 Neraca Massa Reaktor Sulfonasi (R-03) .................................

IV-5

4.1.10 Neraca Massa Separator (S-02) ..............................................

IV-6

4.1.10 Neraca Massa Stabilizer Water...............................................

IV-6

4.2. Neraca Energi.....................................................................................

IV-7

vii

4.2.1 Neraca Energi TriValve ............................................................

IV-7

4.2.2 Neraca Energi Heat Exchanger.................................................

IV-7

4.2.3 Neraca Energi Fired Heater ......................................................

IV-8

4.2.4 Neraca Energi Reaktor Dehydrogenasi (R-01).........................

IV-9

4.2.5 Neraca Energi Condenser Subcooler ........................................

IV-9

4.2.6 Neraca Energi Separator (S-01)................................................

IV-9

4.2.7 Neraca Energi Heater 1..............................................................

IV-10

4.2.8. Neraca Energi Reaktor Alkylasi (R-02)....................................

IV-10

4.2.9 Neraca Energi Heater 2..............................................................

IV-11

4.2.10 Neraca Energi Striper (ST-01).................................................

IV-11


IV-12

4.2.12 Neraca Energi Cooler 1............................................................

IV-12


IV-13

4.2.14 Neraca Energi Cooler 2............................................................

IV-12

4.2.15 Neraca Energi Vaporizer .........................................................

IV-14

4.2.16 Neraca Energi Reaktor Sulfonasi (R-03) .................................

IV-14

4.2.17 Neraca Energi Separator (S-02)...............................................

IV-15

4.2.18 Neraca Energi Stabilizer Water ...............................................

IV-15

BAB V PERANCANGAN ALAT UTAMA 5.1.

5.2.

Prancangan Dimensi Reaktor ......................................................

V-1

1. Menentukan Kapasitas Reaktor ...............................................

V-2

2. Menentukan Bentuk dan Ukuran Reaktor ...............................

V-2

3. Menetukan tinggi Reaktor Termasuk Head.............................

V-5

4. Menetukan tinggi Reaktor .......................................................

V-8

Perancangan Dimensi Flange, Bolt dan Gasket...........................

V-3

viii

5.3.

Perancangan Pengaduk ................................................................

V-19

5.3.1 Penentuan Dimensi Pengaduk ............................................

V-20

5.3.2 Penentuan Offset Top dan Offset Bottom ..........................

V-20

5.3.3 Penentuan Tinggi Cairan dalam Reaktor............................

V-21

5.3.4 Penentuan Kecepatan Pengaduk.........................................

V-23

5.3.5 Penentuan Poros Pengaduk.................................................

V-25

5.3.6 Pengamatan Tentang Bearing.............................................

V-30

Perancangan Nozzles....................................................................

V-32

5.4.1 Peletakan Lubang - lubang .................................................

V-32

5.4.2 Penentuan Diameter Lubang - lubang ................................

V-33

5.4.3 Spesifikasi Flange dan Bolt untuk lubang - lubang............

V-43

5.5

Perancangan Jaket.........................................................................

V-45

5.6

Perancangan Isolasi ......................................................................

V-48

5.6.1 Penentuan Luas Perpindahan Panas ...................................

V-48

5.6.2 Penentuan Tebal Isolasi Minimum .....................................

V-49

Perancangan Sistem Penyangga ...................................................

V-50

5.7.1

Penentuan Berat Total Reaktor.........................................

V-51

5.7.2

Penentuan Karena angin ...................................................

V-56

5.7.3

Tekanan Karena gempa ....................................................

V-57

5.7.4

Beban Tekanan maksimum per luq ..................................

V-58

5.7.5

Uji Kelayakan material.....................................................

V-59

5.7.6

Penentuan tebal bearing....................................................

V-61

5.7.7

Penentuan Kolom Penyangga...........................................

V-63

5.7.8

Perancangan bearing plate ................................................

V-66

5..4.

5.7

ix

BAB VI SPESIFIKASI PERALATAN 6.1.

Tangki 1........................................................................................

VI-1

6.2.

Tangki 2........................................................................................

VI-2

6.3.

Heat Exchanger ............................................................................

VI-2

6.4.

Fired Heater .................................................................................

VI-4

6.5.

Reaktor Dehydrogenasi (R-01).....................................................

VI-5

6.6.

Condenser Subcooler....................................................................

VI-6

6.7.

Separator 1....................................................................................

VI-7

6.8.

Tangki 6........................................................................................

VI-8

6.9.

Heater 1.........................................................................................

VI-8

6.10

Reaktor Alkylasi 2 ........................................................................

VI-10

6.11

Exvander Valve ............................................................................

VI-11

6.12

Heater 2.........................................................................................

VI-12

6.13

Striper 1 ........................................................................................

VI-13

6.14

Kondenser Kolom Striper 1..........................................................

VI-14

6.15

Reboiler Kolom Striper 1 ............................................................

VI-15

6.16.

Striper 2 ........................................................................................

VI-16

6.17


VI-17

6.18

Reboiler Kolom Striper 2 .............................................................

VI-18

6.19

Cooler 1 ........................................................................................

VI-19

6.20

Striper 3 ........................................................................................

VI-20

6.21


VI-21

6.22

Reboiler Kolom Striper 3 .............................................................

VI-22

6.23

Cooler 2 ........................................................................................

VI-24

6.24

Tangki 5........................................................................................

VI-24

6.25

Tangki 3........................................................................................

VI-25

6.26

Vaporizer .....................................................................................

VI-26

x

6.27

Separator 2 ...................................................................................

VI-27

6.28

Kompresor 2 ................................................................................

VI-27

6.29

Pompa ..........................................................................................

VI-28

BAB VII SARANA PENUNJANG PRODUKSI (UTILITAS) 7.1.

Penyediaan Dowtherm A..............................................................

VII-1

7.2.

Penyediaan Air .............................................................................

VII-1

7.3.

Penyediaan Tenaga Listrik ...........................................................

VII-11

7.4.

Penyediaan Transportasi...............................................................

VII-12

7.5.

Penyediaan Bahan Bakar ..............................................................

VII-12

7.4.1. Perancangan Tangki Bahan Bakar......................................

VII-12

7.4.2. Perancangan Tangki Bahan Dowtherm A ..........................

VII-12

BAB VIII. TATA LETAK PABRIK 8.1.

Tata Letak Pabrik..........................................................................

VIII-1

8.2.

Tata Letak Alat Proses..................................................................

VIII-4

BAB IX. BENTUK DAN STRUKTUR ORGANISASI 9.1.

Bentuk Badan Hukum Perusahaan ...............................................

IX-1

9.2.

Struktur Organisasi .......................................................................

IX-2

9.3.

Deskripsi Kerja .............................................................................

IX-6

9.3.1 Rapat Umum Pemegang Saham .........................................

IX-6

9.3.2 Dewan Komisaris ...............................................................

IX-6

9.3.3 Direktur Utama ...................................................................

IX-7

9.3.4 Meneger Produksi dan Teknik............................................

IX-7

9.3.5 Meneger Pemasaran dan Distibusi .....................................

IX-8

xi

9.4.

9.3.6 Meneger Keuangan.............................................................

IX-8

9.3.7 Meneger Personalia Dan Umum ........................................

IX-9

9.3.10. Sekretaris ..........................................................................

IX-10

9.3.11. Kepala Bagian dan Kepala Seksi......................................

IX-11

Sistem Kepegawaian.....................................................................

IX-11

9.4.1 Sistem Kerja .......................................................................

IX-11

9.4.2 Sistem Shift ........................................................................

IX-11

9.4.3 Sistem Shift dan unit keamanan .........................................

IX-12

9.4.4 Sistem Non Shift.................................................................

IX-13

BAB X KESELAMATAN KERJA 10.1.

Keselamatan Kerja Secara Umum................................................

X-1

10.2.

Landasan Keselamatan Kerja .......................................................

X-2

10.3.

Bahan – bahan Berbahaya dan Pencegahanya..............................

X-4

10.4.

Karakteristik Bahan Kimia ..........................................................

X-4

10.6.

Pengaturan Lingkungan Pabrik ....................................................

X-15

BAB XI ANALISA EKONOMI 11.1.

Dasar Analisa................................................................................

XI-1

11.2.

Total Modal Investasi ...................................................................

XI-2

11.2.1. Modal Investasi Tetap (FCI) ............................................

XI-3

11.2.2. Investasi Modal Kerja (WCI) ...........................................

XI-4

11.2.3. Komposisi permodalan .....................................................

XI-4

11.3.

Total Biaya Produksi ....................................................................

XI-4

11.4.

Hasil Analisa ................................................................................

XI-5

11.4.1. Break Even Point (BEP) ...................................................

XI-5

xii

11.4.2. Laba Rugi .........................................................................

XI-7

11.4.3. Internal Rate of Return (IRR)...........................................

XI-7

11.4.3. Minimum Payback Period (MPP).....................................

XI-8

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

LAMPIRAN B

PERHITUNGN NERACA ENERGI

LAMPIRAN C

SPESIFIKASI PERALATAN

LAMPIRAN D

PERHITUNGAN UTILITAS

LAMPIRAN D

PERHITUNGAN NERACA EKONOMI

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. perkembangan produksi LAS Indonesia 2000 – 2004.............

I-5

Tabel 1-2. perkembangan import LAS Indonesia 2000 – 2004...............

I-6

Tabel 1-3. poyeksi perkembangan import LAS Indonesia 2005 – 2008 ..

I-7

Tabel 1-4. perkembangan konsumsi LAS Indonesia 2000 – 2004 ...........

I-8

Tabel 1-5. poyeksi perkembangan konsumsi LAS 2005 – 2008 ..............

I-9

Tabel 2.1. Tipikal struktur komposisi LAS..............................................

II-6

Tabel 2.2. Distribusi tipikal panjang rantai .............................................

II-6

Tabel 2.3. Evaluasi sifat fisik-kimia ........................................................

II-9

Tabel 2.4. perbandingan proses pembuatan LAB ....................................

II-20

Tabel 2.5. Perbandingan 3 macam proses sulfonasi ...............................

II-24

Tabel 4.1 Neraca Massa Reaktor Dehydrogenasi (R-01) ........................

IV-1

Tabel 4.2 Neraca Massa Separator (S-01) ...............................................

IV-2

Tabel 4.3 Neraca Massa Reaktor Alkylasi (R-02) ...................................

IV-2

Tabel 4.4. Neraca Massa Stripper (ST-01) ...............................................

IV-3

Tabel 4.5. Neraca Massa Stripper (ST-02) ...............................................

IV-3

Tabel 4.6. Neraca Massa Stripper (ST-03)... ............................................

IV-4

Tabel 4.7. Neraca Massa Vaporizer (V-01) ..............................................

IV-4

Tabel 4.8. Neraca Massa Pengering Udara (PU). .....................................

IV-5

Tabel 4.9. Neraca Massa Reaktor Sulfonasi (R-03).................................

IV-5

Tabel 4.10. Neraca Massa Separator (S-02) .............................................

IV-6

Tabel 4.11. Neraca Massa Stabilizer Water..............................................

IV-6

Tabel 4.12. Neraca Energi TriValve .........................................................

IV-7

Tabel 4.13. Neraca Energi Heat Exchanger..............................................

IV-7

Tabel 4.14. Neraca Energi Fired Heater ...................................................

IV-8

Tabel 4.15. Neraca Energi Reaktor Dehydrogenasi (R-01). ....................

IV-8

xiv

Tabel 4.16. Neraca Energi Condenser Subcooler. ...................................

IV-9

Tabel 4.17. Neraca Energi Separator (S-01). ...........................................

IV-9

Tabel 4.18. Neraca Energi Heater 1 .........................................................

IV-10

Tabel 4.19. Neraca Energi Reaktor Alkylasi (R-02)...............................

IV-10

Tabel 4.20. Neraca Energi Heater 2 .........................................................

IV-11

Tabel 4.21. Neraca Energi Striper (ST-01) ..............................................

IV-11

Tabel 4.22. Neraca Energi Striper (ST-02). .............................................

IV-12

Tabel 4.23. Neraca Energi Cooler 1.........................................................

IV-12

Tabel 4.24. Neraca Energi Striper (ST-03). .............................................

IV-13

Tabel 4.25. Neraca Energi Cooler 2.........................................................

IV-13

Tabel 4.26. Neraca Energi Vaporizer.......................................................

IV-14

Tabel 4.27. Neraca Energi Reaktor Sulfonasi (R-03) ..............................

IV-14

Tabel 4.28. Neraca Energi Separator (S-02) ............................................

IV-15

Tabel 4.28. Neraca Energi Stabilizer Water ............................................

IV-15

Tabel 5.1. perhitungan densitas campuran...............................................

IV-2

Tabel 5.2. Ukuran baut optimum. ............................................................

IV-14

Tabel 5.3. perhitungan viskositas.............................................................

IV-23

Tabel 5.4. perhitungan kecepatan pengadukan. .......................................

IV-24

Tabel 5.6. Spesifikasi flange. ...................................................................

IV-44

Tabel 5.7. Spesifikasi bolt........................................................................

IV-44

Tabel 5.8. Luas perpindahan panas. .........................................................

IV-44

Tabel 7.1. Spesifikasi Pompa Utilitas .......................................................

VII-10

Tabel 9.1. Jadwal Kerja Shift....................................................................

IX-12

Tabel 9.2. Pengaturan Jadwal Kerja Grup ................................................

IX-12

Tabel 9.3. Pembagian waktu kerja shift unit keamanan ...........................

IX-13

Tabel 9.4. Pembagian waktu kerja untuk sistem non Shift.......................

IX-13

Tabel 9.5. Penggolongan tenaga kerja berdasarkan jabatan .....................

IX-16

Tabel 9.7. Penggolongan gaji karyawan berdasarkan jabatan ..................

IX-19

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Grafik Proyeksi Produksi Tahun 2008.................................

I-5

Gambar 1.2. Grafik Proyeksi Impor Tahun 2008 .....................................

I-6

Gambar 1.3. Grafik Proyeksi Ekspor Tahun 2008....................................

I-8

Gambar 1.4. Grafik Proyeksi Konsumsi Tahun 2008...............................

I-9

Gambar 2.1. Struktur molekul Ethylene dichloride ( 1,2-Etil diklorida)..

II-1

Gambar 2.2 Process Flow Diagram Of Direct Chlorination....................

II-9

Gambar 5.1. Hubungan dimensional untuk flange and dished head.........

V-6

Gambar 7.1. Diagram Alir Proses Pengolahan Air Sungai.......................

VII-5

Gambar 8.1. Tata Letak Alat Proses. ........................................................

VIII-5

Gambar 8.2. Tata Letak Pabrik .................................................................

VIII-7

Gambar 9.1 Struktur Organisasi Perusahaan ............................................

IX-19

xvi

DAFTAR PUSTAKA

Badger, Walter L and Julius T. Banchero,, 1955, ”Introduction to Chemical Engineering”, International edition, Mc Graw Hill, Singapore Bhattacharya, B. C., 1976, “Introduction to Chemical Equipment Design”, Mc.GrawHill Book Co., New York Brown, G.G., 1978, “Unit Operation”, Modern Asia Edition, John Wiley & Sons Inc.,

New York

Brownell, L. E. & Young, 1959, “Process Equipment Design”, Wiley Eastern Hesse, Heman C, 1959, “Process Equipment Design”, Edisi VIII, D Van Nostrad Co, New York Kern, D. Q., 1985, “ Process Heat Transfer”, Mc.GrawHill Book Co., New York Mc.Cabe, 1980, “Unit Operation of Chemical Engineering”, John Wiley & Sons, New York Mc Ketta, John J, 1984, “Encyclopedia of Chemical Processing and”, Vol 20, Marcel Dekker, Inc, New York Levenspiel, Octave, 1972, “Chemical Reaction Engineering”, John Wiley & Sons, New York Perry, Robert and Don Green, 1999,” Perry’s Chemical Engineer Handbook”, Mc.Graw Hill, Singapore Peters, M., 1981, “Plants Design and Economics for Chemical Engineers”, Mc.GrawHill

Book Co., New York

PT. Capricorn Indonesia Consult Inc., 2002, “Laporan Bisnis Indochemical”, 8 Desember, Jakarta-Indonesia,

Riegel, “Riegel’s Handbook of Industrial Chemistry, Edisi VII, Van Nostrad Company Inc. USA Sinnot, R. K. 1986. “Introduction to Chemical Engineering Design”. John Wiley and Sons, Inc. Frankfurt. Soelardo, ”Diktat Ekonomi Teknik”, Institut Teknologi Indonesia, Serpong Treyball, Robert E, 1980, ”Mass Transfer Operation”, 3rd Edition, Mc.Graw Hill, Singapore, Wallas, S.M., 1988, “ Chemical Process Equipment Selection and Design”, Butterworth, USA www.dprin.go.id www.chemicalland21.com www.matche.com www.msds.com www.freepatentsonline.com www.en.wikipedia.org www.uic.co.id www.sinarantjol.com www.lasinfo.org www.ilo.org

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Sejarah Perkembangan Produk Hingga beberapa tahun yang lalu, sabun dan air merupakan satu-satunya

pembersih yang ada. Sabun memenuhi kebutuhan masyarakat bertahun-tahun dengan baik. Sampai pada suatu waktu kita kesulitan dengan persediaan minyak nabati dan hewani, yang merupakan bahan dasar pembuatan sabun. Selama masa Perang Dunia I dan II, dilakukan penelitian untuk mencari alternatif lain dengan gencar. Para penelitian telah berhasil membawa kepada penemuan surfactant yaitu suatu bahan aktif yang dapat menurunkan tegangan permukaan air yang dibuat secara sintesis dari bahan petrokimia, dimana saat itu sudah banyak tersedia. Perkembangan ini selanjutnya telah membawa keberuntungan kepada industri bahan pembersih dan masyarakat. Ilmuwan dari Jerman pertama kali membuat deterjen pada masa Perang Dunia II. Produk ini terdiri dari surfactant yang merupakan branched-chain alkylbenzene sulfonates (BABS/ABS). Seperti sabun, bahan ini dapat mengikat mineral-mineral pada air. Namun mikroba tidak dapat menguraikan deterjen dengan tipe branch-chain, karena itu dapat mencemarkan air di sungai-sungai dan

PRA PERANCANGAN PABRIK HLAS

PENDAHULUAN

I −2

lingkungan disekitarnya. Posisi produk ini digantikan oleh straight-chain alkylbenzene sulfonates atau linear alkylbenzene sulfonates (LAS) seperti sodium dodecylbenzenesulfonate dan sodium xylenesulfonate. LAS dengan struktur rantai lurusnya lebih ramah lingkungan

LAS pertama kali diperdagangkan pada awal 1960-an sebagai penggantian DDBS ( Dodecyl benzen sulfonate)/ABS yang sukar untuk degradasi oleh unsur atau miroba di alam yang menyebabkan pencemaran limbah di lingkungan. LAS hasil riset yang diharapakan dapat memenuhi kebutuhan industri deterjen dengan biaya ekonomis dan ramah lingkungan. Investasi selama 40 tahun yang lalu sudah menghasilkan kemajuan yang lebih baik terhadap mutu produksi dan keselamatan lingkungan.

1.2.

Latar Belakang Kita selalu mencoba menemukan sesuatu yang baru untuk membuat

segalanya bersih dari noda. Sabun ditemukan tidak lama setelah manusia baru mengenal memasak, sebagai campuran lemak dari makanan dan abu dari bekas kayu bakar. Secara definisi sabun adalah produk yang terbuat dari bahan alami seperti minyak atau asam lemak. Namun karena keterbatasan bahan alami yang digunakan maka penggunaan sabun sebagai bahan pencuci menjadi berkurang. Produk yang kini menggantikan posisi sabun sebagai bahan pencuci adalah deterjen dimana bahan surfactant utama yang digunakan adalah tipe Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) yang bersifat lebih ramah terhadap lingkungan, karena LAS memiliki gugus alkyl yang lurus / tidak bercabang sehingga dapat INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


PENDAHULUAN

I −3

diuraikan oleh mikroorganisme (biodegradable). Formula surface active agent (surfactant) tipe adalah senyawa kimia yang dapat larut dalam air dan akan mengabsorbsi daerah interfasa media ternoda. Sementara komposisi tambahan yang digunakan adalah builders ataupun filler. Komposisi tambahan ini berfungsi untuk meningkatkan daya kerja deterjen saat pencucian.

LAS dibuat melalui proses sulfonasi LAB (linear alkylbenzene). Hasil sulfonasi ini merupakan produk yang masih bersifat asam yaitu Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid (LAS/LABSA/LABS/HLAS), yang merupakan produk akhir dari Perancangan Pabrik ini. Produk ini lebih lanjut di netralisasi dengan NaOH menjadi produk Linear Alkylbenzne Sulfonate Sodium Salt (LAS) yang umum berbentuk padat. Di Indonesia, pemakaian LAS untuk bahan baku deterjen dimulai sekitar tahun 1970an. Hingga saat ini perkembangan LAS yang digunakan sebagai bahan baku deterjen di Indonesia sudah terbilang maju, yang ditandai dengan banyaknya produsen-produsen yang menghasilkan deterjen menggunakan bahan baku LAS, diantaranya PT. Unilever, PT. Sinar Ancol, PT. KAO, PT. Sayap Mas, dan lain-lain. Akan tetapi banyaknya produsen deterjen ini tidak sama dengan jumlah produsen bahan surfactant.

Pabrik pembuat surfactant di Indonesia masih jarang, dimana dominasi pasar dipegang oleh PT Unggul Indah Cahaya (UIC) yang merupakan produsen LAB terbesar di Asia Pasifik. Beberapa produsen besar deterjen mempunyai unit sulfonasi sendiri untuk memproses LAB menjadi LAS yang dipakai untuk kebutuhan sendiri. Namun demikian LAS di Indonesia masih harus dicukupi

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


PENDAHULUAN

I −4

dengan mengimpor. LAS kini juga digunakan sebagai deterjen konsentrasi tinggi biasanya dengan strategi penjualan multi-level marketing dan sebagai surfactant pada proses industri. Jika dilihat dari besarnya kebutuhan pasar dan jumlah populasi Indonesia yang cukup tinggi, tidak tertutup kemungkinan didirikannya pabrik LAS yang baru.

1.3.

Analisa Pasar dan Kebutuhan Pabrik

A. Perkembangan Produksi Dengan kontribusi sekitar 27% dari total surfaktan yang dikonsumsi oleh pembuatan deterjen rumah tangga, LAS telah menjadi satu-satunya surfaktan terbesar yang dipakai untuk deterjen selama lebih dari 30 tahun dan masih berperan penting dalam pasar surfaktan saat ini. Asia adalah konsumen LAS terbesar dengan 32% dari konsumsi dunia. Rata-rata kandungan LAS dalam deterjen di Indonesia berkisar antara 23 – 30%, tergantung dari jenis deterjen (cairan pencuci tangan, deterjen pakaian dll). PT. Sinar Antjol merupakan salah satu produsen yang memproduksi LAS yang terletak di Tangerang, Banten, dengan kapasitas produksi sebesar 32.400 ton per tahun. Tetapi dalam prakteknya kapasitas ini tidak selamanya berproduksi penuh. Sementara itu sumber LAB masih dikuasai sepenuhnya oleh PT UIC. Dibawah ini dapat dilihat perkembangan produksi LAS di Indonesia.


DUDDY & DEDY


PENDAHULUAN

I −5

Tabel 1.1. Perkembangan Produksi LAS Indonesia tahun 2000 – 2004 Tahun

Volume (Ton)

2000

141.400

2001

193.257

2002

208.500

2003

216.042

2004

231.890

Sumber : Diolah dari Indochemical, 2002

Untuk kapasitas produksi domestik pada tahun 2008, dianggap sama dengan data pada tahun 2004 terakhir yaitu sebesar 231.890 ton. Dengan asumsi tidak ada lagi pabrik baru yang didirikan.

B. Perkembangan Impor Meskipun LAS sudah dapat diproduksi di dalam negeri namun jumlahnya masih terbatas, oleh sebab itu sebagian LAS ataupun surfaktan lain di impor dari luar negeri. Di bawah ini dapat dilihat tabel perkembangan impor LAS di Indonesia.


DUDDY & DEDY


PENDAHULUAN

I −6

Tabel 1.2 Perkembangan Impor LAS Indonesia tahun 2000 – 2004 Tahun

Volume (Ton)

2000

9.000

2001

10.366

2002

11.933

2003

13.738

2004

15.815


30000

Volume (ton)

25000

20000

y = 2613.4x - 5E+06 R2 = 0.987

15000

10000

5000

0 2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Tahun

Grafik 1.1 Proyeksi Perkembangan Impor LAS Indonesia tahun 2005-2008

Dari grafik diatas, di perkirakan pada tahun 2008 Import LAS naik sebanyak 27.776 ton per tahun. Untuk data selengkapnya disajikan dalam tabel berikut dibawah ini:


DUDDY & DEDY


PENDAHULUAN

I −7

Tabel 1.3 Proyeksi Perkembangan Impor LAS Indonesia tahun 2005-2008 Tahun

Volume (Ton)

2005

18.206

2006

20.959

2007

24.128

2008

27.776

Sumber : Diolah

Perkembangan import bahan baku deterjen (LAS/LAB) terus mengalami peningkatan seiring dengan makin besarnya permintaan pasar dalam negeri hal tersebut disebabkan perusahaan yang bergerak dibidang produksi LAS dalam negeri jumlahnya sangat terbatas sementara kebutuhan dalam negeri terus meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk dalam negeri. Hal ini sangat membuka peluang bagi perusahaan asing untuk memasok produknya ke Indonesia. Negara-negara pemasok LAS tersebut diantaranya adalah dari Eropa, China dan Jepang.

C. Perkembangan Ekspor Pemasaran produk LAS keluar negeri dengan cara ekspor jumlahnya sangat kecil, itu terlihat dari data yang diperoleh pada tahun 2004 sebesar 41.652 ton per tahun. Hal ini disebabkan karena kebutuhan akan LAS dalam negeri jumlahnya masih tinggi, sehingga para perusahaan yang bergerak dibidang ini lebih cenderung memasarkan produknya didalam negeri. Hanya beberapa pabrik-


DUDDY & DEDY


PENDAHULUAN

I −8

pabrik surfaktan besar seperti PT Unggul Indah Cahaya dan PT Unilever yang mengekspor produk surfaktannya ke luar negeri dengan persentase kurang dari 20% dari total produksinya. Jumlah ekspor total pada tahun 2004 adalah 41.652 ton. Persentase ekspor saat ini cenderung semakin menurun guna memenuhi kebutuhan domestik dalam negeri saja. Pada tahun 2008 nilai ekspor diasumsikan sama dengan data terakhir pada tahun 2004.

D. Perkembangan Konsumsi Konsumsi LAS dari tahun ketahun mengalami kenaikan. Kenaikan tersebut dikarenakan jumlah populasi Indonesia yang cukup tinggi mengakibatkan kebutuhan LAS dalam negeri kian meningkat selain itu juga perusahaan yang bergerak dibidang produksi LAS sedikit jumlahnya di Indonesia. Perkembangan konsumsi tersebut dapat dilihat pada tabel berikut dibawah ini :

Tabel 1.4 Perkembangan Konsumsi LAS Indonesia tahun 2000 – 2004 Tahun

Volume (Ton)

2000

151.478

2001

163.899

2002

169.635

2003

175.573

2004

181.718



DUDDY & DEDY


PENDAHULUAN

I −9

300000

Volume (ton)

250000 200000

y = 17015x - 3E+07

150000

2

R = 0.988

100000 50000 0 2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Tahun

Grafik 1.2 Proyeksi Perkembangan Konsumsi LAS Indonesia tahun 2005-2008

Dari grafik 1.2 diatas, seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk dalam negeri di perkirakan pada tahun 2008 eksport LAS naik sebanyak 270.000 Ton per tahun. Untuk data selengkapnya disajikan dalam tabel berikut dibawah ini :

Tabel 1.5 Proyeksi Perkembangan Konsumsi LAS Indonesia tahun 2005 – 2008 Tahun

Volume (Ton)

2005

188.078

2006

194.661

2007

260.000

2008

270.000


DUDDY & DEDY


1.4

PENDAHULUAN

I −10

Penentuan Kapasitas Pabrik Dari data terakhir yang didapat pada tahun 2004 akhir, jumlah produksi

LAS di Indonesia adalah sebesar 231.890 ton/tahun. Untuk mendirikan pabrik diasumsikan sampai tahun 2008 tidak ada penambahan minat investasi dalam industri LAS di Indonesia (tidak ada pabrik yang dibangun), sehingga jumlah produksi dianggap tetap sampai dengan tahun 2008 yaitu sebesar 231.890 ton/tahun. Dengan mengurangi ketergantungan impor LAS pada tahun 2008 sebesar ± 70% menjadi 19.443 ton. Sementara itu prediksi kebutuhan konsumsi akan LAS di Indonesia untuk tahun 2008 adalah sebesar 270.000 ton per tahun. Sedangkan untuk ekspor pada tahun 2008 dianggap sama dengan tahun 2004 sebesar 41.652 ton. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam menentukan kapasitas pabrik adalah: a. Jumlah kebutuhan dalam negeri. b. Peluang pasar. c. Bahan baku dan bahan pendukung yang murah dan mudah didapat. Berdasarkan proyeksi produksi, konsumsi, impor, ekspor tahun 2008 maka peluang pasar LAS dapat ditentukan. Supply

=

Produksi + Impor =

Demand Konsumsi + Ekspor

Peluang terjadi bila jumlah demand (konsumsi + ekspor) lebih besar daripada jumlah supply (produksi + impor). Konsumsi tahun 2008 = 270.000 ton Produksi tahun 2008 = 231.890 ton Impor tahun 2008

= 19.443 ton


DUDDY & DEDY


Ekspor tahun 2008

PENDAHULUAN

I −11

= 41.652 ton

Dari data diatas diketahui bahwa total produksi + impor lebih kecil daripada total konsumsi + ekspor. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa pabrik LAS yang akan didirikan memiliki peluang pasar sebesar ±60.000 ton/ tahun. Berdasarkan peluang pasar sebesar 60.000 ton/tahun dapat diambil Kapasitas Pabrik yang akan didirikan 100% dari peluang yang ada, yaitu 60.000 ton/ tahun. Nilai ini diambil karena kebutuhan akan produk LAS pada tahun 2008 yang akan datang masih besar yaitu 270.000 ton/tahun juga mempertimbangkan kapasitas pabrik yang sudah ada saat ini berkisar antar 10.000 – 150.000 ton/tahun. Sedangkan untuk pemasaran produk LAS sebagai bahan baku deterjen untuk perusahaan yang akan mulai didirikan saat ini, hanya dipasarkan untuk kebutuhan dalam negeri. alasan ini karena : 1. Dilihat dari perkembangan konsumsi dalam negri kebutuhan akan LAS kian hari kian meningkat itu terlihat dari tahun 2000 – 2004 konsumsi LAS naik dari 151.478 menjadi 181.718 ton per tahun, itu artinya meski hanya dipasarkan dalam negri masih bisa laku terjual. 2. Kapasitas terpasang pabrik yang ada saat ini di Indonesia dalam memproduksi LAS dan LAB berkisar antara 10.000 - 150.000 ton per tahun. Sedangkan kebutuhaan untuk produk LAS saja diproyeksikan sebesar 270.000 ton per tahun pada tahun 2008. 3. Perusahaan yang bergerak dibidang produksi LAS masih sedikit jumlahnya


DUDDY & DEDY


PENDAHULUAN

I −12

di Indonesia sementara kebutuhan akan LAS dan LAB masih besar, itu artinya peluang untuk pemasaran produk LAS dan LAB masih terbuka lebar.

I.5

Perencanaan Pendirian Pabrik Pabrik ini akan memproduksi LAS yang masih berbentuk cair dan bersifat

asam, HLAS, karena bahan ini lebih luas dan mudah dalam pengolahan lebih lanjut sesuai dengan spesifikasi produsen deterjen sebagai target konsumen. Pendirian direncanakan akan mulai didirikan pada tahun 2007 dengan pertimbangan bahwa perekonomian di Indonesia sudah membaik dan mulai beroperasi pada tahun 2008, dan adanya investor. Untuk pemilihan lokasi pabrik yang tepat sangat berpengaruh terhadap kegiatan kemajuan suatu industri, karena hal ini menyangkut faktor-faktor produksi dan distribusi dari pabrik yang akan dibangun.

Berdasarkan

faktor-faktor

tersebut

maka

pabrik

HLAS

ini

direncanakan berlokasi di Cilacap, Jawa Tengah. Adapun pemilihan lokasi pabrik ini berdasarkan perkembangan sebagai berikut: 1. Lokasi pabrik dekat dengan pemasok bahan baku, yaitu Pertamina Cilacap, sehingga menghemat biaya transportasi. 2. Padatnya penduduk di pulau Jawa, menjadikan kawasan ini sebagai pasar yang strategis untuk penjualan bahan baku HLAS untuk Industri deterjen. 3. Lokasi ini juga dipilih karena adanya pelabuhan, kondisi jalanan yang baik, kemudahan jalur transportasi sehingga pendistribusian produk lancar. 4. Tersedianya sarana penunjang dan utilitas seperti air, listrik dan telepon. 5. Banyak tenaga kerja yang dibutuhkan di sekitar pabrik.


DUDDY & DEDY


PENDAHULUAN

I −13

Gambar 1.1 Peta lokasi Cilacap


DUDDY & DEDY

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES

2.1

Tinjauan Pustaka

2.1.1 Deterjen Deterjen terdiri dari molekul-molekul yang mengandung gugus polar dan nonpolar. Gugus polar cenderung untuk larut pada medium polar seperti air dan gugus nonpolar cenderung untuk larut pada medium nonpolar seperti minyak. Masalah dalam pembersihan adalah minyak dan lemak. Air saja tidak dapat melarutkan substansi yang hidrophobic ini, dengan deterjen lemak dan minyak akan larut dengan bagian yang nonpolar. Air sendiri akan larut dengan bagian yang polar. Karena itu sintetik deterjen harus seimbang antara kedua gugusnya. Derajat keseimbangan ini tergantung kepada: 1. Sifat dan letak dari gugus hidrofilik terhadap gugus hidrofornknya. 2. Struktur dan ukuran dari gugus hidrofobiknya. Pada dasarnya struktur detergent dan sabun sama. Satu hal yang membedakan antara sabun dan detergent adalah jenis gugus aktifnya dimana gugus aktif sabun merupakan senyawa karboksilat sedangkan gugus aktif detergent

adalah

merupakan

senyawa benzil

sulfonat.

Linear/Branched


TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES

II −2

Alkylbenzene (LAB/BAB) sendiri tidak begitu aktif dalam medium yang bukan air, tetapi ia juga tidak larut di dalam air. Dengan mensulfonasi LAB/BAB tersebut, berarti kepadanya ditambahkan suatu gugus hidrofil. Bila ia hanya 1 gugus sulfonat, maka keseimbangannya akan bergeser ke sifat hidrofilnya, sehingga hilanglah fungsi deterjennya. Alkylbenzene sulfonate acid (HLABS) merupakan senyawa bersifat surfaktan dan pada dasarnya sudah dapat digunakan untuk mencuci. Tetapi karena bersifat asam, maka tidak aman digunakan karena dapat merusak kulit pemakai dan bahan yang akan dicuci. Oleh karena itu sebelum dapat digunakan, terlebuh dahulu dinetralisasi dengan senyawa basa alkali untuk menghasilkan garam detergent yang aman digunakan. Basa alkali yang umumnya digunakan dalam reaksi netralisasi surfactant ini adalah caustic soda (NaOH). Pada reaksi netralisasi ini, dihasilkan juga air sebagai hasil samping seperti yang ditunjukkan pada skema reaksi netralisasi berikut ini : HLABS/HBABS + Soda Caustic →

Deterjen + Air

R-C6H4-SO3H (l) + NaOH (l) → R-C6H4-SO3Na (s) +

H2O (l)

Gugus alkil (R) yang terdapat dalam suatu detergent dapat berupa rantai C linier atau rantai C yang bercabang. Jika dilihat dari segi pengaruh detergent terhadap lingkungan, maka detergent dengan gugus alkil linier lebih ramah lingkungan karena gugus alkil dengan rantai C linier mudah untuk didegradasi oleh mikroorganisme dibandingkan dengan gugus alkil dengan rantai C yang bercabang.


DUDDY & DEDY



II −3

2.1.2 Pengertian Surface Activating Agent (Surfactant) Surface activating agent (surfactant) adalah suatu bahan yang dapat mempengaruhi tegangan permukaan air atau larutan dalam air (biasanya menurunkan), senyawa ini juga dapat mempengaruhi tegangan permukaan antara dua cairan yang tidak larut, hanya larut sebagian satu sama lain. Yang termasuk surfactant ialah, wetting agent, emulsifier sabun, dan deterjen. Dilihat dari struktur kimianya, surfactant merupakan gabungan dari dua macam gugus, yaitu: a. Gugus hidrofllik atau gugus yang "senang air". b. Gugus hidrofobik atau gugus yang menolak air. Sehingga surfactant mempunyai keseimbangan antara kedua sifat dasarnya tadi. Tiap derajat keseimbangan yang lain akan mempunyai sifat kelarutan yang lain pula. Karena itu fungsi surfaktan yang satu akan berbeda dari surfaktan yang lain, tergantung dari derajat keseimbangan tadi.

2.1.3 Klasifikasi Surfaktan/Deterjen Bagian

hidrofobik

biasanya merupakan

suatu

hidrokarbon

yang

mempunyai 9-18 buah atom C dalam suatu rantai lurus atau rantai yang agak bercabang. Kadang-kadang beberapa dari atom C dalam rantai tersebut diganti dengan suatu lingkaran benzene, C6H6 bagian yang hidrofilik dapat bermacammacam.


DUDDY & DEDY



II −4

Dipandang dari sifat gugus hidrofilnya, surfaktan ada bermacam-macam, yaitu: a. Surfaktan Anionik. Gugus hidrofiliknya bersifat anionik, misalnya: -OSO3- atau -SO3-. Jenis ini paling banyak dipakai untuk deterjen. b. Surfaktan Kationik. Gugus hidrofiliknya bersifat kationik, misalnya: -N(CH3)3 +. c. Zwitterionicfamphoteric Surfactant. Gugus hidrofilik bersifat sebagai anion maupun kation, misalnya: -N+ (CH3)2( CH2)2COO d. Semipolar surfactant bersifat semipolar, misalnya: -N(CH3)2

O

e. Nonionik Surfactant. Gugus hidrofiliknya tidak mengion, misalnya: -C2 H5 - OH

Berdasarkan klasifikasi tadi, Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) termasuk surfaktan yang anionik. Selain klasifikasi tersebut di atas, surfaktan sebagai deterjen masih dapat dibagi lagi menurut biodegradasinya. Sifat biodegradasi yaitu sifat yang dilihat dari sudut pengotoran polusi pada air buangan, air bekas yang masih mengandung bahan yang aktif, sebab ini ternyata menimbulkan persoalan-persoalan yang cukup rumit terutama karena sifat pembuihannya. Untuk menghindari pengotoran air tersebut dengan sisa surfaktan, maka yang terakhir ini harus dapat diuraikan dengan mudah oleh bakteri-bakteri


DUDDY & DEDY



II −5

yang ada. Sifat mudah tidaknya suatu surfaktan diuraikan oleh bakteri, disebut "biodegradable". Sifat deterjen yang baik di dapat dari kekutatan yang seimbang dari kedua sifat tersebut. Secara kimia, Linear (LAS) dan Branched (ABS) Alkylbenzene Sulfonate merupakan campuran ikatan isomer dan homolog. Masing-masing molekul mengandung cincin aromatik tersulfonasi pada posisi para yang menempel pada rantai alkil yang lurus maupun bercabang pada suatu posisi atom, kecuali pada atom karbon paling ujung (Valtorta et al, 2000). Panjangnya rantai bervariasi namun umumnya pada range C10 sampai C14. Bahan LAS/ABS didapat dengan proses sulfonasi linear dan non-linear alkylbenzene. Struktur linear dari alkylbenzene berdasarkan atas reaksi alpha olefin (R-CH=CH2) dengan benzene, dengan atau tanpa katalis. Menggunakan katalis atau tidak, serta penggunaan katalis yang berbeda, akan menghasilkan perbedaan berupa tipe 2-, 3-, 4-, 5- atau 6-phenyl isomer. Untuk 1-phenyl isomer tidak terbentuk. Ilustrasi dibawah ini menunjukkan struktur umum LAS, dengan cincin phenyl menempel pada posisi 2-, 3- atau 4dari rantai alkil.

Gambar 2.1 Cincin phenyl INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



II −6

Pada gambar 2.1 (a) cincin phenyl menempel pada posisi 2-, (b) posisi 3-, (c) posisi 4- dari rantai alkyl (disini: dedocyl atau C12). Tabel dibawah ini memperlihatkan tipikal komposisi produk sebagai fungsi dari katalis yang digunakan pada proses sintesis.

Tabel 2.1 Tipikal struktur komposisi LAS/ABS terhadap fungsi katalis Komposisi

Katalis HF

Fixed Bed

Sumber: U.S. EPA, 2002

Produk LAS/ABS dipasaran umumnya memiliki panjang ratai C10-C14. Mayoritas merupakan LAS/ABS dengan jenis dedocyl (C12). Tabel 2.2 Distribusi tipikal panjang rantai Panjang Rantai Jumlah (%) Dimana C10 + C11 = 50%; dan C10 + C11 + C12 = 85% Bahan “A”: linear

Gambar 2.2 CAS: 26264-05-1, Benzenesulfonic acid, dodecyl-, compd.with 2-propanamine (1:1)


DUDDY & DEDY



II −7

Jenis rantai alkil adalah C12; ion pembantu adalah 2–propanamine dalam ratio molekul 1:1.

Bahan “B”: linear

Gambar 2.3 CAS 27323-41-7, Benzenesulfonic acid, dodecyl-, compd. with 2,2’,2’’-nitrilotris(ethanol) (1:1)

Jenis rantai alkil adalah C12; ion pembantu adalah 2,2’,2” –nitrilotris (ethanol) dalam ratio molekul 1:1. Bahan “C”: linear

Gambar 2.4 CAS 26264-06-2, Benzenesulfonic acid, dodecyl-, calcium salt

Jenis rantai alkil adalah C12; ion pembantu adalah kalsium dalam rasio molekul 2:1.


DUDDY & DEDY



II −8

Bahan “D”: bercabang

Gambar 2.5 CAS 26264-06-2, Benzenesulfonic acid, dodecyl-, calcium salt

Jenis rantai alkil adalah C12; ion pembantu adalah kalsium dalam rasio molekul 2:1. Bahan “E”: bercabang

Gambar 2.6 CAS 68608-88-8, Benzenesulfonic acid, mono-C11-13-branched alkyl derivs.

Jenis rantai alkil adalah C12; tidak ada ion pembantu. Bahan “F”: bercabang

Gambar 2.7 CAS 68953-96-8, Benzenesulfonic acid, mono-C11-13-branched alkyl derivs., calcium salts

Jenis rantai alkil adalah C12; ion pembantu adalah kalsium dengan rasio perbandingan molekul 1:2.


DUDDY & DEDY


II −9


Tabel 2.3 Evaluasi sifat fisik-kimia Bahan

A

B

C

D

E

F

Titik didih

>149ºC

117ºC

Tekanan uap

<3100 Pa

733 Pa

Kelarutan

dispersibel

Biodegradasi

71% dlm 28 hari

dispersibel

dispersible

64-73% dlm 28 hari

Sumber: U.S. EPA, 2002

2.1.4 Dehidrogenasi n-paraffin Untuk melakukan proses alkilasi, bahan masuk n-parrafin dikonversi menjadi mono-olefin melalui proses dehidrogenasi. Dengan proses dehidrogenasi katalitik dua atom H dari parrrafin dilepaskan sehingga parrafin menjadi olefin. C12H2 6

C12H24 + H2

Proses dehidrogenasi dilakukan dengan bantuan katalis alumina yang mengandung platinum dan lithium pada reaktor fixed bed. Konversi olefin tidak lebih dari 20% karena untuk menghindari dari kemungkinan terbentuknya byproduct yang tidak diinginkan. Campuran parrafin/olefin dari unit dehidrogenasi ini akan dialirkan untuk mengalkilasi benzene di unit alkilasi dan parrafin yang tersisa pada produk akan didistilasi dan didaur ulang ke unit dehidrogenasi.


DUDDY & DEDY



II −10

2.1.5 Alkilasi Benzene Proses alkilasi adalah salah satu proses yang penting dalam pembuatan LAB. Saat ini terdapat beberapa metode alkilasi olefin dengan benzene, dengan bantuan katalis yang berbeda. Pada prinsipnya alkilasi adalah proses adisi senyawa alkil pada suatu molekul tertentu. Campuran n-paraffin/olefin dialkilasi dengan benzene yang kemudian menghasilkan LAB pada produk atas setelah didistilasi dan produk bawah heavy alkylate.

2.1.6 Sulfonasi LAB Proses pembuatan LAS adalah dengan sulfonasi. Disini terjadi substitusi dari suatu gugus asam sulfonat (-SO2OH) ke dalam suatu Linear Alkylbenzene sehingga terbentuklah Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS). Sebagai bahan sulfonasi dapat juga dipakai H2SO4 pekat (98%), H2SO4 100% atau SO3 uap. Reaksi sulfonasi merupakan tingkat reaksi yang paling sederhana dalam urutanurutan proses. Tetapi walaupun sederhana, sulfonasi juga merupakan tingkat yang cukup kritis bagi mutu LAS-nya. Perlu dicatat bahwa tujuan dari sulfonasi adalah mendapatkan sifat hidrofobik-hidrofilik yang seimbang di dalam suatu senyawa LAS, sehingga senyawa tersebut mempunyai afinitas yang cukup besar dalam air maupun dalam minyak. Contoh: 1. Wetting agent. Berfungsi sebagai senyawa pembasah, maka keseimbangan harus cenderung kepada gugus yang hydrofilik. 2. Emulsifier.


DUDDY & DEDY



II −11

Berfungsi untuk mempertahankan emulsi, maka keseimbangan harus cenderung kepada gugus hidrofobik. 3. Sabun. Istilah sabun menunjukan beberapa larutan air garam dari fatty acid asam lemak yang terdapat 6 sampai dengan 27 atom karbon dalam rantai paraffin. Sebagian besar didunia, sabun dibuat dari 2 dekomposisi dari Glycerin dan Caustic soda. Saponifikasi adalah pembentukan sabun peristiwa penyabunan. Jika suatu jenis lemak dan minyak dilakukan penyabunan dengan menambahan NaOH, prosedur ini dapat disebut saponifikasi minyak netral . Jika dalam kandungan yang tetap asam lemak didestilasi terlebih dahulu, maka proses ini adalah saponifikasi fatty acid. Apabila proses dari saponifikasi asam lemak methyl ester dengan larutan natrium hidroksida maka proses ini dinyatakan dengan persamaan reaksi sebagai berikut dibawah ini: -Saponification minyak netral.

CH2OCOR1

R1CO2Na

CH2OH

R2CO2Na 2

CH2OH

R3CO2Na 2

CH2OH

+ CH2OCOR2

+

3NaOH +

CH2OCOR3 Minyak

Alkali

Sabun

R = Asam lemak kelompok alkali - Saponifikasi asam lemak


DUDDY & DEDY


RCO2H

+

NaOH

Asam lemak


RCONa +

II −12

H2O

Sabun

2.2 Seleksi proses Pembuatan LAS dibagi menjadi dua proses utama yaitu proses pembutan LAB dan proses sulfonasi LAB menjadi LAS. Terakhir, produk LAS masih harus dikenakan proses netralisasi untuk menghilangkan asam. Saat ini terdapat beberapa metode proses pembuatan LAB dan proses sulfonasi. Untuk memilih proses yang sesuai, di sini dapat ditinjau dari beberapa segi diantaranya: Konversi. Waktu reaksi Kondisi operasi. Proses. Bahan-bahan

2.2.1 Proses Pembuatan LAB Pengembangan komersial LAB difokuskan pada pengambilan paraffin dengan kemurnian tinggi, yang dipisahkan dari kerosen yang telah dikenakan proses hydrotreating. Linear paraffin ini kemudian dikonversi melalui proses dehidrogenasi menjadi linear mono-olefin. Keluaran dari proses dehidrogenasi, campuran paraffin-olefin, digunakan untuk meng-alkilasi benzene dengan bantuan katalis. Proses konversi olefin menjadi alkylbenzene ini dilengkapi dengan unit separasi untuk memisahkan paraffin yang tidak bereaksi dan


DUDDY & DEDY



II −13

kemudian dikembalikan ke proses dehidrogenasi. Linear alkylbenzene yang dihasilkan akan menjadi LAS (dengan sulfonasi), surfaktan sintesis bidegradable utama pada saat ini. Secara komersial telah lama digunakan dua katalis utama, hydrogen fuorida (HF) dan AlCl3, dalam proses alkilasi benzene dengan alpha atau internal mono-olefin (range olefin C10-C16 untuk deterjen). Proses dengan basis HF lebih banyak digunakan dari pada proses berbasis aluminium klorida. Namun pada tahun 1995, UOP memperkenalkan proses baru dengan nama Detal, yang mampu mengurangi permasalahan pembuangan katalis dan netralisasi katalis. LAB diproduksi melalui cara-cara berikut ini: Dehidrogenasi n-paraffin menjadi internal olefin diikuti oleh proses alkilasi benzene menggunakan katalis HF. Lisensi proses ini dimiliki oleh UOP dan saat ini merupakan 75% dari seluruh kapasitas instalasi LAB didunia. Dehidrogenasi n-paraffin menjadi internal olefin diikuti oleh proses alkilasi benzene menggunakan fixed-bed asam, katalis padat non-korosif. Proses ini dikembangkan bersama CEPSA dan UOP, dengan lisensi UOP, disebut juga sebagai proses Detal dan merupakan yang paling baru diantara proses-proses komersial. Plant-plant baru disarankan untuk mengadopsi teknologi ini. Klorinasi n-paraffin untuk membentuk monokloroparaffin. Kemudian monokloroparaffin di-alkilasi-kan dengan benzene, dengan katalis AlCl3. Proses ini diterapkan oleh dua produsen – Sasol dan Wibarco (BASF) pada dua buah plant di seluruh didunia. Klorinasi

n-paraffin membentuk kloroparaffin. Kloroparaffin kemudian

dikenakan proses dehidrokloronasi menjadi olefin (alpha dan internal).


DUDDY & DEDY



II −14

Olefin ini lalu digunakan untuk alkilasi benzene dengan katalis AlCl3. Akan tetapi proses ini sudah tidak lagi diterapkan secara komersil. Beberapa plant yang awalnya ditujukan untuk memproduksi branched alkylbenzene (BAB) dari bahan baku propylene tetramer, telah dikonversi untuk membuat LAB dengan mereaksikan olefin (yang didapat dengan membeli) tipe campuran alpha dan internal dengan benzene menggunakan katalis HF. Hanya ada 3 plant di seluruh dunia yang menggunakan proses ini, yaitu Quimica Venoco di Venezuela, Shell dan Karbochem di Afrika selatan.

Kebanyakan dari plant LAB dapat memakai alpha dan internal olefin sebagai bahan proses alkilasi namun umumnya hal ini tidak ekonomis. Pemasukan alpha olefin jarang dilakukan pada saat n-paraffin tidak tersedia maupun saat produsen LAB ingin melebihi kemampuan produksi plant-nya dan mendapatkan tambahan produksi untuk sementara.


DUDDY & DEDY



II −15

Gambar 2.8 Kapasitas LAB dunia berdasrkan proses yang digunakan (sumber: Nexan Consultant, 2003)

Seperti yang terlihat diatas ada 3 proses yang paling banyak digunakan. Proses pembuatan LAB dengan katalis HF masih mendominasi plant-plant yang ada di dunia. Sedangkan pemakaian metode AlCl3 semakin menurun sehubungan dengan isu pencemaran limbah yang dihasilkan katalis tersebut. Proses dengan zeolite yang telah dikenal luas adalah proses Detal® milik UOP. Namun barubaru ini terdapat alternatif proses zeolite lain yang menawarkan kualitas produk yang lebih baik dimana kandungan isomer 2-phenyl yang diinginkan dalam detergen bisa di tingkatkan. Katalis yang digunakan adalah mordenite yang diproses dengan HF. INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



II −16

Berikut ini adalah deskripsi dari proses-proses tersebut: 1. Proses Aluminium Chloride - Bahan khusus yang digunakan: Katalis AlCl3 Gas Cl2 Campuran paraffin/olefin (C9 – C16) rasio 75:25 sd 25:75 persen berat - Alat khusus yang digunakan: Chlorinator Menara paraffin - Umpan mengandung C9 – C14 paraffin 18,8 lbs dan C9 – C14 olefin 43,9 lbs dikombinasikan dengan 98,7 lbs kloroparaffin dari klorinator. Paraffin yang masuk klorinator merupakan hasil recycle paraffin setelah melewati alkilasi dan separasi light alkylate. - Paraffin direaksikan dengan Cl2 pada klorinator untuk membentuk kloroparaffin. Suhu operasi berada 200 – 400 ºF dengan kondisi 20 mol persen atau kurang terkloronasi untuk memaksimalkan fraksi mono-kloroparaffin sehingga memaksimalkan hasil alkilasi. - Proses alkilasi berlangsung pada suhu antara 190 ºF sampai 300 ºF dengan suhu terbaik pada 200 ºC sampai 270 ºC. Tekanan operasi pada 5 sampai 50 psig dan lebih baik pada 15 sampai 25 psig. Perbandingan volume katalis dengan campuran kloroparaffin/olefin dikondisikan pada 1:10.

Umpan

benzene masuk sebanyak 29,3 lbs ditambah recycle dari benzene stripper sebanyak 328,7 lbs. HCl sekitar 4,9 lbs terbentuk dari proses alkilasi. - Keluaran alkilasi unit masuk kedalam unit separasi katalis untuk mengambil


DUDDY & DEDY



II −17

sisa katalis. Aliran keluar sebanyak 514,5 lbs menuju ke benzene stripper untuk me-recycle benzene. - Hasil bawah benzene stripper sebanyak 185,8 lbs lalu ke menara paraffin untuk me-recycle paraffin yang tersisa. - Terakhir aliran masuk ke menara disitilasi alkylate dimana dpisahkan heavy alkylate 20,2 lbs sebagai produk bawah dan LAB 73,5 lbs sebagai produk atas. - Pada proses ini olefin tidak bereaksi atau mempengaruhi hasil yield dan kualitas produk akhir.

2. Proses Hydrogen Fluoride (R. Fenske) - Bahan khusus yang digunakan: Katalis HF n-paraffin kemurnian 98% (dari fraksinasi kerosen) dengan rantai C11 – C14 - Alat khusus yang digunakan: Reaktor Alkilasi = 2 Reaktor dehidrogenasi katalitik - Umpan n-paraffin masuk unit dehidrogenasi pada temperatur dan tekanan sekitar 870 ºF dan 30 psig. Air yang digunakan bersama aliran berkisar 2000 ppm. Keluaran berupa mono-olefin 95%. Produk samping adalah hidrogen dengan kemurnian 96%. - Pada proses ini alkilasi dilakukan dua tahap dengan katalis HF baru di tahapan ke dua. - Pada tahap satu menggunakan HF 93-94% yang berasal dari tahap dua. Benzene 233 ml dimasukkan dalam reaktor turbo mixer (1500 rpm stirrer) pada


DUDDY & DEDY



II −18

70 ºF, didinginkan sd 50 º F kemudian dicampur 4100 ml HF (dipanaskan 100 ºF). Dengan kecepatan stirrer 1500 rpm, dimasukkan mono-olefin selama 30 menit dengan laju konstan. Setelah itu ditambah waktu 15 menit pengadukan (100º F) . - Pada tahap dua, olefin C10 – C15 (berasal dari proses dehidrogenasi n-paraffin dengan 10% volume olefin) dialkilasikan dengan benzene, dengan rasio benzene/olefin 10:1, menggunakan HF 100% (dimasukkan selama 10 mnt dengan laju konstan). Suhu pada 110 ºF dan pengadukan 1500 rpm. Perbandingan HF dan total hidrokarbon adalah 2:1, pada tekanan 3 atm dan waktu kontak rata-rata 4,5 menit. - Keluaran dari tahap diatas diseparasi untuk me-recovery HF yang didapat dengan kemurnian 93% HF; 1,2% air dan 5,8% berat hidrokarbon. - Hidrokarbon lapisan atas dicuci dengan air yang mengandung K2CO3 untuk menghilangkan HF yang tersisa. - Distilasi dilakukan pada tekanan atmosfer untuk me-recover benzene dan nparaffin, lalu pada tekanan 2 mmHg untuk me-recover produk alkylbenzene dari residu yangterdiri dari alkyl dan dialkyl tetralin, naphthene dan material dengan titik didih tinggi lainnya. Fraksi produk pada titik didih 536 – 620 ºF dengan yield 91,3% berat.

3. Proses HF-mordenite Proses alkilasi dengan katalis HF-mordenite: - Bahan yang digunakan: Katalis mordenite ratio SiO2/Al2O3 = 17-20, dengan penambahan fluorida


DUDDY & DEDY



II −19

0,1 – 10% berat. Normal paraffin - Normal paraffin terlebih dahulu di dehidrogenasi pada fixed bed dengan katalis. Kondisi operasi pada keadaan moderat, contohnya pada suhu 875 ºF dan tekanan 30 psig. Linear hidrokarbon (C10 – C15) yang keluar terdiri dari 95% mon-olefin yang siap dialkilasikan dengan benzene. - Katalis pada proses ini adalah mordenite dengan kandungan fluorida. Mordenite salah satu adalah golongan dari zeolite. Katalis disiapkan hidrogen mordenite (biasnya mengandung sodium kurang dari 0,1%) mempunyai rasio silika/alumina sekitar 10:1 sd 100:1. H-mordenite direaksikan dengan cairan HF untuk membentuk katalis, diikuti dengan kalsinasi (400 – 600 ºC) hingga kandungan fluorin 0,1 – 4%. - Umpan masuk adalah campuran benzene dan olefin (80 – 95% paraffin) dengan rasio molar 1:1 sd 100:1, dipompa menuju packed bed katalis mordenite. Pada katalis bed, umpan masuk kontak dengan uap benzene yang naik akibat pemanasan untuk direfluks. Suhu alkilasi pada 70 – 78 ºC dan maksimal 200 ºC untuk laju reaksi yang tinggi. Lebih dari itu dapat terjadi degradasi reaktan atau produk dan deaktivasi katalis. Kondisi yang optimum pada 80 – 140 ºC dan tekanan atmosfer. Laju umpan masuk katalis bed adalah 0,05/jam sd 10/jam pada LHSV (Liquid Hourly Space Velocity) - Keluaran katalis bed masuk ke unit destilasi. Proses ini mampu menghasilkan produk LAB dengan kandungan 2-phenyl isomer ± 70%, yang berperan penting untuk meningkatkan daya larut dan sifat-sifat deterjen. - Umur katalis mencapai 500 jam.


DUDDY & DEDY



II −20

Tabel 2.4 Perbandingan proses pembuatan LAB PROSES PEMBUATAN LAB

Waktu

AlCl3

HF

HF-Mordenite

-

5 - 25 menit

0,05/jam - 10/jam (LHSV)

Kondisi Operasi

- Temperatur 200-270ºF (93-204ºC) - Tekanan 15-25 psig

Proses

Batch

Batch

Batch atau Kontinyu

2-phenyl isomer

16-18%

26-28%

30-40%

- Temperatur - Temperatur 100-110 ºF 80°C-140°C (37-43ºC) - Tekanan 1 atm - Tekanan 3 atm

Dari perbandingan data yang didapat diatas dipilih proses dengan katalis HF-mordenite karena menghasilkan kualitas LAB yang paling baik dan bisa dilakukan proses kontinyu untuk menghasilkan produk dalam jumlah tinggi.

2.2.2 Proses Sulfonasi Dari beberapa point yang harus dipertimbangkan dalam memilih proses, yang cukup penting adalah pemilihan sufonating agent. Hal ini menyangkut kualitas produk yang akan dicapai atau diperoleh. Dari proses-proses saat ini, sebagai sulfonating agent ada yang menggunakan H2SO4 100%, oleum maupun SO3 uap. Dari ketiga macam sulfonating agent tadi yang paling baik adalah SO3 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



II −21

uap karena memberikan kualitas produk yang baik, misalnya: - tidak terjadi dealkilasi. - Bau produk yang baik. - Warna produk yang baik. Sedangkan H2SO4 100 % atau oleum sebagai sulfonating agentnya, akan memberikan bau yang kurang enak. Ada 3 macam proses dalam sulfonasi. yaitu : 1. Proses Menurut Faith-Keyes-Clark a. Reaksi: C6H5.C12H25 + H2SO4 Linear Alkylbenzene

C12H25.C6H25.C6H4SO3H + H2O Linear Alkylbenzene Sulfonate

C12H25.C6H4SO3H + NaOH

H2O + C12H25 + C6H4SO3Na

Linear Alkylbenzene Sulfonate

Deterjen

b. Proses: - Bahan yang digunakan : Asam sulfat (22% oleum) : 450 kg Natrium hidroksida (sp gr 1,21 larutan) : 645 liter Alumunium klorida:

10 kg

- Proses sullfonasi berlangsung secara batch pada suhu 32 - 45°C ( 90-115°F). - Perbandingan antara asam : hidrokarbon = 1,02: 1 - Basis asam : 100 % H2SO4 - Sulfonasi dilakukan pada glass lined reactor yang dilengkapi dengan mixer dan kapasitas 2500 galon.


DUDDY & DEDY



II −22

- Seribu lima ratus galon alkalat dimasukkan ke dalam sulfonator, kemudian ditambahkan 650 galon, waktu yang diperlukan 90 menit. - Selama penambahan asam, heat of sulfonation harus dihilangkan dengan external heat exchanger. - Selama dalam penambahan asam, konversi reaksi hanya mencapai 90 %. - Masa dipanaskan sampai 115°F selama dua jam untuk menyempurnakan reaksi sehingga konversi reaksi bisa mencapai 98%. - Dengan cara di atas, maka apabila produk LAS diteruskan menjadi deterjen, akan memberikan hasil yang tidak putih, untuk menghindari hal yang demikian maka proses sulfonasi dila\kukan dengan 22% oleum pada 85°F dengan perbandingan asam alkilat = 1,38 : 1 - Apabila dipakai SO3 cair sebagai sulfonating agent makan sebaiknya diberikan SO3 cair berlebih agar diperoleh produk yang lebih baik.

2. Proses Menurut Riegel Proses: -

Pada proses sulfonasi diperlukan asam sulfat kuat berlebih atau oleum untuk

-

mendekati 100% sulfonasi dari deterjen alkilat.

-

Builders yang dapat digunakan misalnya Natrium klorida natrium fosfat, natrium silikat, natrium sulfat, karboksimetil selulosa.

-

Sulfonating agent digunakan SO3 uap (7 % volume) dicampur dengan udara kering

-

(93% volume).

-

Basis: 100 % sulfonat dapat dihasilkan.


DUDDY & DEDY



II −23

3. Proses menurut P.H Groggins Proses : -

Dalam proses ini yang dipakai sebagai sulfonating agent adalah oleum 20%.

-

11.000 lb ( ± 1500 galon) linear dedosilbenzen dipompakan ke dalam sulfonator yang dilapisi gelas yang berkapasitas 1500 galon dan dilengkapi dengan 10 HP turbo type mixer dan external heat exchanger dengan permukaan pendinginan 1000 ft2.

-

Kemudian ditambahkan 13.750 lb oleum 20% ke dalam sulfonator dengan waktu tinggalnya selama 1,5 - 2 jam pada suhu yang dijaga tidak lebih dari 30°C.

-

Agar didapatkan reaksi yang lebih sempurna maka pengadukan dilanjutkan ±2 jam pada suhu 30°C sehingga konversi reaksi bisa mencapai 97%.

-

Pada keadaan semacam ini akan tercampur spent acid dengan kadar 98,2% dalam asam sulfat.

-

Untuk mempermudah pemisahan spent acid dari campurannya, yaitu dengan menambahkan 2660 liter air dengan mengaduknya dan disertai pendinginan agar suhunya tidak lebih dari 60°C.

-

Sekarang kadar spent acid turun menjadi 78% ( bila kadar spent acid kurang dari 78%) pemisahan dapat dilakukan dengan mudah dan cepat.

-

Setelah campuran dibiarkan selama 4 jam pada 60°C maka terjadilah dua lapisan, dimana pada lapisan bawah adalah 10.800 lb spent acid 78 % yang dibuang, sedang pada lapisan atas adalah asam sulfonat yang akan dinetralkan.


DUDDY & DEDY



II −24

Tabel 2.5 Perbandingan 3 macam proses Sulfonasi dalam pembuatan deterjen bubuk (LAS) PROSES SULFONASI

Konversi

Menurut FaithKayes-Clark 98%

Waktu

± 3,5 jam

Kondisi Operasi

Menurut Riegel 99% 15 - 30 menit

Menurut P.H. Groggins 97% ± 4 jam

- Temperatur - Temperatur tidak - Temperatur 30°C- 60°C 32-450C melebihi 45°C - Tekanan 1 atm (90-115ºF) - Tekanan 1 atm - T ekanan 1atm

Proses

Batch

Kontinue atau batch

Batch

Sulfonating Agent

Oleum 22%

SO3 uap

Oleum 20%

Dari perbandingan yang telah dijelaskan di atas, maka dapat disimpulkan: Dipakai proses Riegel karena kualitas konversinya hampir mencapai 100% yitu (99%). Waktu reaksi lebih cepat (15 menit) kualitas dari produk cukup baik.

2.3

Deskripsi Proses

2.3.1 Proses Pembuatan LAB Proses alkilasi dengan katalis HF-mordenite: - Normal paraffin terlebih dahulu di dehidrogenasi pada fixed bed dengan katalis alumina. Kondisi operasi pada keadaan moderat, pada suhu 465°C dan tekanan atmosferik. Linear hidrokarbon (C10 – C15) yang keluar adalah paraffin – olefin dengan kandungan olefin 20 % terdiri dari 95% mono-olefin yang siap dialkilasikan dengan benzene.


DUDDY & DEDY



II −25

- Umpan masuk reaktor alkilasi adalah campuran benzene dan olefin (80 – 95% paraffin) dengan rasio molar 1:1 sd 100:1, dipompa menuju packed bed katalis mordenite pada temperatur 80 – 140 ºC dan tekanan atmosfer. Laju umpan masuk katalis bed adalah 0,05/jam sd 10/jam pada LHSV (Liquid Hourly Space Velocity) - Keluaran katalis bed masuk ke tiga unit destilasi (stripper) untuk memurnikan LAB.

Stripper pertama adalah untuk memisahkan benzene tersisa yang

dikembalikan ke unit alkilasi, stripper ke-2 memisahkan paraffin sisa dan dikembalikan ke unit dehidrogenasi, stripper ke-3 memurnikan LAB dari produk samping heavy alkylate.

Gambar 2.10 Diagram proses pembuatan LAB

2.3.2 Proses Sulfonasi Cairan LAB dari stripper dialirkan ke sulfonator sementara itu SO3 cair dari tangki penyimpanan diuapkan di vaporizer kemudian menuju ke dalam flash drum. Fase uapnya dialirkan ke mixed point melalui blower untuk dicampur INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



II −26

dengan udara dengan perbandingan % volume SO3 uap: % volume udara kering = 7% : 93%, sedangkan fase cairnya dikembalikan ke dalam vaporizer. Campuran antara udara kering dengan SO3 uap dari mixed point dimasukkan bersama-sama dengan cairan linear alkylbenzene dari tangki penampung ke dalam sulfonator. Reaksi yang terjadi di dalam sulfonator : 99 % C6H5.C12H25 + S03 uap

C6 H4 C12H25.S03H Udara

Reaksi berjalan pada kondisi atmosfer dan dijaga suhunya agar tak melebihi 45 °C, yaitu dengan memberi jaket dan mengalirkan air pendingin ke dalamnya. Waktu sulfonasi adalah 15 menit. Karena reaksi yang terjadi sangat eksotermis, maka tidak digunakan pemanas sebelum umpan masuk ke dalam reaktor. Pemanasan terjadi di dalam reaktor setelah reaktor berjalan kontinyu. Sebelum reaksi berjalan kontinyu, suhu di reaktor belum mencapai 45°C, reaksi tetap bejalan walau dengan konversi yang lebih kecil, tetapi tidak menjadi masalah karena hal itu terjadi untuk waktu yang singkat. Suhu selanjutnya dijaga 45°C dengan menggunakan jaket pendingin.


DUDDY & DEDY



II −27

Udara Kering

SO3 uap

SO3 Cair

Vaporizer

Mixsed point

SO3 Udara kering

LAB

Reaktor Sulfonasi HLAS LAB SO3 sisa

SO3

Separator

H 2O

Mixer tank (stabilizer water) HLAS 97% LAB 0,5 – 1,5% H2SO4 1,3% H2O 1%

Gambar 2.11 Diagram alir proses sulfonasi


DUDDY & DEDY



II −28

2.3.3 Diagram Alir Proses Keseluruhan

Gambar 2.12 Diagram Alir Proses Keseluruhan LAS


DUDDY & DEDY

BAB III SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK

3.1

Bahan Baku Utama dan Penunjang Bahan baku utama dalam produksi Linear Alkylbenzene Sulfonate Acid

(HLAS) ini adalah parafin. Untuk kelangsungan proses produksi HLAS, selain parafin dibutuhkan pula bahan baku penunjang seperti benzene, SO3 cair, H2, H2O. Sifat-sifat fisik dan kimia: Paraffin C12 Jumlah rantai karbon

: C12H26

Berat molekul

: 170

Fasa

: Cair

Titik didih

: 216 ºC

Titik leleh

: -20 ºC

Densitas relatif

: 715 kg/m3

Kelarutan dalam air

: tidak larut


SPESIFIKASI BAHAN BAKU & PRODUK

III −2

Parafin C14 Jumlah rantai karbon

: C14H30

Berat molekul

: 198

Fasa

: Cair

Titik didih

: 253.51 ºC

Titik leleh

: -20 ºC

Temperatur kritik

: 420,85

Tekanan kritik

: 1.620,18 Kpa

Densitas relatif

: 715 kg/m3

Kelarutan dalam air

: tidak larut

Olefin C12 Jumlah rantai karbon

: C12H24

Berat molekul

: 168

Fasa

: Cair

Titik didih

: 213ºC

Densitas relatif

: 762 kg/m3

Kelarutan dalam air

: tidak larut

Olefin C14 Jumlah rantai karbon

: C14H28

Berat molekul

: 196

Fasa

: Cair

Titik didih

: 251,15 ºC

Temperatur kritik

: 415,85 ºC

Tekanan kritik

: 1550 Kpa

Densitas relatif

: 762 kg/m3

Kelarutan dalam air

: tidak larut

Hidrogen Rumus molekul

: H2

Berat molekul

:2


DUDDY & DEDY



Fasa

: cair

Titik didih

: - 252 oC

Densitas

: 69,86 kg/m3

Kelarutan dalam air

: larut

III −3

Benzene Rumus molekul

: C6H6

Berat molekul

: 78,08

Bentuk

: Cair

Titik didih

: 80,3 oC

Titik kritik

: 289,1 oC

Tekanan kritik

: 48,3 atm

Sulfur Trioksida Liquid Rumus molekul

: SO3 (liquid)

Fasa

: Cair

Berat molekul

: 80,06

Densitas

: 1900 kg/m3

Titik didih

: 45°C

Titik leleh

: 16,83°C

Titik kritis

: 218,3°C

Tekanan kritis

: 83,6 atm

Panas pembentukan

: 2,06 kkal/mol

Panas penguapan

: 10,19 kkal/mol

Air Rumus molekul

: H2O


DUDDY & DEDY



Fasa

: Cair

Berat molekul

: 18

Densitas

: 995,65 kg/m3

Titik didih

: 100°C

Titik leleh

: 0°C

Titik kritis

: 374,35°C

Panas pembentukan

: -68,31 kkal/mol

Spesific heat, Cp

: 18 kal/°C mol

Energi bebas Gibbs

: -56,687 kkal/mol

Entropi

: 16,71/°C mol

III −4

Katalis Mordenite Ratio molar SiO2/Al2O3

: 10 – 50

Specific gravity

: 2,1

Kekerasan

: 4–5

Warna

: merah, pink, kuning, putih

3.2

Produk

Linear Alkylbenzene Rumus molekul

: C6H5.C12H25

Fasa

: Cair

Berat molekul

: 246,435

Densitas

: 857 kg/m3

Titik didih

: 327 °C


DUDDY & DEDY



Titik leleh

: 70° C

Kapasiatas panas minimum

: 470,49 joule/gr mol °K

Kapasiatas panas maksimum

: 680,10 joule/gr mol °K

Titik pembakaran

: 280°F

Indeks refraktif

: 1,4837

III −5

HLAS Rumus molekul

= CH3(CH2)11C6H4SO3H

Berat molekul

= 326,49

Bentuk

= Cair

Warna

= putih

Titik leleh

= 10 °C

Titik didih

= 315 °C

Densitas

= 1,06 (relative) (kg/l)

Titik nyala

= 149

pH (5% LAS water solutions) = 7-9 Spgr

= 1,2


DUDDY & DEDY

BAB IV NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

4.1

NERACA MASSA

Basis perhitungan neraca massa 1 jam operasi Kapasitas produksi HLAS = 60.000 ton/tahun

4.1.1 Neraca Massa Reaktor Dehidrogenasi (R-01) Tabel 4.1.1 Neraca massa reaktor (R-01) Masuk (kg)

Keluar (kg)

Komponen

Aliran 5

Aliran 6

n-Dodecane

19.330,68

15.427,81

n-Tetradecene

1.455,00

1.161,233

1-dodecene (olefin C12)

3.856,95

1-Tetradecene (olefin C14)

290,80

H2

484,23

533,12

Total

21.269,91

21.269,91


NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

IV−2

4.1.2 Neraca Massa Separator (S-01) Tabel 4.1.2 Neraca massa di Separator (S-01) Masuk (kg)

Keluar (kg)

Komponen Aliran 8

Aliran 14

Massa n-Dodecane

15.427,81

15.427,81

Massa n-Tetradecene

1.161,233

1.161,233

Massa 1-dodecene (olefin C12)

3.856,95

3.856,95

Massa 1-Tetradecene (olefin C14)

290,80

290,80

Massa H2 Total

Aliran 9

533,12 21.269,91

533,12 21.269,91

4.1.3 Neraca massa di Reaktor Alkilasi (R-02) Tabel 4.1.3 Neraca massa di Reaktor Alkilasi (R-02) Masuk (kg)

Keluar (kg)

Aliran 17

Aliran 18

Benzen

5.719,36

3.812,91

C12H26 (n-dodecane) sisa

15.427,81

15427.81

C14H30 (n- Tetradecene) sisa

1.161,233

1.161,233

Komponen

LAB

5.647,68

Heavy Alkylate

406,52

Total


26.456,15

26.456,15

DUDDY & DEDY



IV−3

4.1.4 Neraca Massa Stripper (ST-01) Tabel 4.1.4. Neraca massa Stripper (ST-01) Masuk (kg)

Keluar (kg)

Komponen Aliran 20

Aliran 21

Aliran 23

Benzen sisa

3812,91

3812,91


15.427,81

15.427,81


1.161,233

1.161,233

LAB

5647,68

5647,68

Heavy Alkylate

406,52

406,52

Total

26.456,15

26.456,15

4.1.5 Neraca Massa Stripper (ST-02) Tabel 4.1.5 Neraca massa Stripper (ST-02) Masuk (kg)

Keluar (kg)

Komponene Aliran 24

Aliran 25

LAB

5647,68


15.427,81

15.427,81


1.161,233

1.161,233

Heavy Alkylate

406,52

Total

22.643,25


Aliran 26 5647,68

406,52 22.643,25

DUDDY & DEDY



IV−4

4.1.6 Neraca Massa Stripper (ST-03) Tabel 4.1.6 Neraca massa Stripper (ST-03) Masuk (kg)

Keluar (kg)

komponene Aliran 29 LAB

5.647,68

Heavy Alkylate

406,52

Total

6.054,20

Aliran 30

Aliran 32 5.647,68

406,52 6.054,20

4.1.7 Neraca massa di Vaporizer (V – 01) Tabel 4.1.7 Neraca massa di Vaporizer (V – 01) Masuk (kg)

Keluar (kg)

Aliran 41

Aliran 42

komponene

SO3 cair

1.891,74

SO3 uap Total


1.891,74 1.891,74

1.891,74

DUDDY & DEDY



IV−5

4.1.8 Neraca massa di Pengering Udara Tabel 4.1.8 Neraca massa di Pengering Udara Masuk (kg)

Keluar (kg)

Aliran 45

Aliran 43

komponene

Udara basah

9.265,65

Udara kering

9.110,77

Air yang hilang

154,88

Total

9.265,65

9.265,65

4.1.9 Neraca massa di Reaktor Sulfonasi Tabel 4.1.9 Neraca massa di Reaktor Sulfonasi (R-03) Masuk (kg)

Keluar (kg)

komponene Aliran 34 C6H5C12H25 (LAB)

Aliran 44

5.647,68

Aliran 35 68,28

SO3

1.891,74

77,30

Udara kering

9.110,77

9.110,77

C12H25.C6H4.SO3H (HLAS) Total


7.393,84 16.650,19

16.650,19

DUDDY & DEDY


IV−6


4.1.10 Neraca massa di Separator (S-02) Tabel 4.1.10 Neraca massa di Separator (S-02) Masuk (kg)

Keluar (kg)

Komponen Aliran 35

Aliran 36

Aliran 38

C6H5C12H25 (LAB)

68,28

68,28

C12H25.C6H4.SO3H (HLAS)

7.393,84

7.393,84

Udara kering

9.110,77

9.110,77

SO3

77,30

Total

15,46

16.650,19

61,84

16.650,19

4.1.11 Neraca Masa Stabilizer Water Tabel 4.1.11 Neraca Masa Stabilizer Water Masuk (kg)

Keluar (kg)

Komponen Aliran 38 H2O SO3

Aliran 39

Aliran 40

51.79

37,88

61,84

H2SO4

75,76

LAB

68,28

68,28

HLAS

7.393,84

7393,84

Total


7.575,76

7.575,76

DUDDY & DEDY



IV−7

4.2 NERACA ENERGI Basis perhitungan

: 1 Jam operasi

Satuan

: kJ

4.2.1 Neraca Energi di Tri Valve Tabel 4.2.1 Resume Neraca Energi di TriValve (Tv-01) Komponen

Hin (kJ)

Hout (kJ)

Hin (aliran 1 + 27)

230.855,421

Hout (aliran 2 )

Total

230.855,421 230.855,421

230.855,421

4.2.2 Neraca Energi Di Heat Exchanger Tabel 4.2.2 Resume Neraca Energi di HE-01 Aliran

Hin (kJ)

H fluida dingin masuk HE-01 (aliran 2)

230.855,42

H fluida dingin keluar HE-01 (aliran 3) H fluida panas masuk HE-01 (aliran 6)

17.361.915,.71 26.211.857,39

H fluida panas keluar HE-01 (aliran 7) Total


Hout (kJ)

9.080.797,10 26,442,712.80

26,442,712.80

DUDDY & DEDY



IV−8

4.2.3 Neraca Energi Di Fired Heater Tabel 4.2.3 Resume Neraca Energi di FH-01 Aliran

Hin (kJ)

Hin (aliran 3)

17.361.511,08

Hout (kJ)

Hout (aliran 4)

22.976.965,205

Panas laten dan sensibel

11,973,622.45

Beban Fired Heater

22.642.318,93

Total

41.250.422,69

41.250.422,69

4.2.4 Neraca Energi Di Reaktor Dehidrogenasi (R -01) Tabel 4.2.4. Resume Neraca Energi di R-01 Aliran

Hin (kJ)

Hin (aliran 5)

25.027.983,46

Hout (kJ)

Hout (aliran 6)

26.211.855,75

Hr total

3.068.056,78

Q Pemanas Total


4.251.874,82 2.927.9914,161

2.927.9914,161

DUDDY & DEDY



IV−9

4.2.5 Neraca energi di Condenser Subcooler. Tabel 4.2.5. Resume Neraca energi di Condenser Subcooler. Komponen

Masuk (kJ/jam)

Entalpi uap panas masuk (aliran 7)

9.080.797,10

Keluar (kJ/jam)

Entalpi kondensat keluar (aliran 8)

535.382,96

Σ entalpi pengembunan

14.573,01

Q kondensor = Qdowtherm A

8.530.841,13

Total

9.080.797,10

9.080.797,10

4.2.6 Neraca energi Separator (S-01) Tabel Tabel 4.2.6 Resume Neraca energi Separator (S-01) Hout (kJ) Komponen

Hin (KJ) Bawah

Atas

n-Paraffin (C12H26)

3,784.50

343,449.97

n-paraffin (C14H30)

4,429.31

25,977.07

Mono-olefin (C14H28)

4,481.47

6,648.96


3,596.69

82,572.90

H2

287,87

Sub total TOTAL


76,734.06 458,648.89

76,734.06

535.382,96

DUDDY & DEDY



IV−10

4.2.7 Neraca energi Heater 1 Tabel 4.2.7 Resume Neraca energi Heater (H-01) Komponen

Masuk (kJ)

Hin (aliran 16)

779.513,991

Hout (aliran 17)

Keluar (kJ)

6.808.511,741

Beban heater

6.028.997,76

TOTAL

6.808.511,741

6.808.511,741

4.2.8 Neraca energi Reaktor Alkilasi (R-02) Tabel 4.2.8. Resume Neraca energi Reaktor Alkilasi (R-02) Komponen

Masuk (kJ)

Hin [Aliran 17]

6.808.511,741

Hout [Aliran 18] ∆Ho 298

6.875.626,09 4.118.007,221

Q pendingin TOTAL


Keluar (kJ)

4.050.892,881 10.926.518,97

10.926.518,97

DUDDY & DEDY



IV−11

4.2.9 Neraca energi di HEATER 2 Tabel 4.2.9 Resume Neraca energi di HEATER 2 (H-02) Komponen

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Hin (aliran 19)

6.875.626,085

0

Hout (aliran 20)

0

7.083.462,09

QH

207.836,011

0

TOTAL

7.083.462,09

7.083.462,09

4.2.10 Neraca Energi Stripper ( ST - 01 ) Tabel 4.2.10 Resume Neraca Energi Stripper ( ST - 01 ) Komponen

Aliran masuk ( kJ)

Entalpi feed ( Hf ) aliran 20

7.083.462,089

Aliran keluar ( kJ)

Entalpi distilat ( Hd ) aliran 21

265.199,668

Entalpi bottom ( Hb ) aliran 23

14.598.113,088

Panas yang dihasilkan kondensor ( Qc )

1.632.309,912

Panas yang dibutuhkan reboiler ( Qr )

9.273.687,519

Total

16.495.622,669


16.495.622,669

DUDDY & DEDY


IV−12


4.2.11 Neraca Energi Stripper ( ST - 02 ) Tabel 4.2.11 Resume Neraca Energi Stripper ( ST - 02 ) Komponen

Hin ( kJ )

Hout ( kJ )


12.040.078,55

-


-

6.768.987,681


-

4.886.840,245

Panas yang dihasilkan kondensor (Qc )

-

7.284.808,62


6.900.557,99

-

Total

18.940.636,543

18.940.636,543

4.2.12 Neraca energi di Cooler 1 Tabel 4.2.12 Resume Neraca energi di Cooler (C-01) Komponen

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Hin (aliran 26)

9.120.180,46

0

Hout (aliran 27)

0

220.034,37

QC

0

8.900.146,101

TOTAL

9.120.180,46

9.120.180,46


DUDDY & DEDY


IV−13


4.2.13 Neraca Energi Stripper ( ST - 03 ) Tabel 4.2.13 Resume Neraca Energi Stripper (ST - 03) Komponen

Hin ( kJ )

Hout ( kJ )


4.886.831,51

-


-

3.475.240,372


-

291.271,314


-

2.074.898,52


6.900.557,99

-

Total

5.841.410,210

5.841.410,210

4.2.14 Neraca energi di Cooler 2 Tabel 4.2.14 Resume Neraca energi di Cooler (C-02) Komponen

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Hin (aliran 33)

4.246.864,02

0

Hout (aliran 34)

0

172,042.69

QC

0

4.074.820,21

TOTAL

4.246.864,02

4.246.864,02


DUDDY & DEDY



IV−14

4.2.14 Neraca Energi Vaporizer Tabel 4.2.14 Resume Neraca energi di Vaporizer (V - 01) Komponen

Hin (kJ/jam)

Hin (aliran 42)

30.248,89

Hout (kJ/jam)

Hout (aliran 43)

24.331,76

panas laten penguapan (Qv)

40.683.251

H sensibel

18.311,95

Q dowtherm

53.078,06

Total

83.326,96

83.326,96

4.2.15 Neraca Energi Reaktor Sulfonasi (R-03) Tabel 4.2.15 Resume Neraca Energi di R-03 Komponen

Masuk (KJ)

Panas yang dibawa Reaktan (HOR) aliran 34+45

565.325,50

Panas reaksi standar (∆HOF298 =ekso )

13.056.623,25

Keluar (KJ)

Panas yang dibawa produk (∆HP) aliran 35

6.532.039,110

Panas yang dimanfaatkan (Q)

7.089.909,640

Total


13.621.948,75

13.621.948,75

DUDDY & DEDY



IV−15

4.2.16 Neraca energi Separator 2 Tabel 4.2.16 Resume Neraca energi Separator (S-02) Masuk (kJ)

Komponen

Keluar (kJ) Atas

LAB sisa

10.715,48

Bawah aliran 38 10.715,48

HLAS

168.110,13

168.110,13

SO3 uap sisa atas

1.029,71

1.029,71

SO3 uap sisa bawah

588,89

588,89

Udara

185.007,99

185.007,99

TOTAL

6.532.039,11

aliran 36

6.532.039,11

4.2.17 Neraca energi Stabilizer Water Tabel B-66 Resume Neraaca energi Stabilizer Water (SW-01) Komponen

Masuk (KJ)

Entalpi Reaktan (HOR)

20.096,70 kJ

Panas reaksi standar (∆HO298)

227,778

Entalpi Produk (HOP)

Keluar (KJ)

20.324,482

Q pendingin Total


20.324,48 kJ

20.324,482

DUDDY & DEDY

BAB V SPESIFIKASI ALAT UTAMA

5.1 Perancangan Dimensi Reaktor Fungsi

: tempat berlangsung reaksi sulfonasi LAB dengan SO3

Fasa

: cair

Bentuk

: tangki silinder tegak berdasar rata beratap flanged dan standard

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA - 201 grade A

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 16650,19 kg/jam

T operasi

: 45°C

T perancangan

: 54°C ( 129,2 oF)

P operasi

: 760 mmHg (14.7 psi )

Waktu tinggal bahan : 0,5 jam

PRA PERANCANGAN HLAS

SPESIFIKASI ALAT UTAMA

V−2

1. Menentukan Kapasitas Reaktor Jumlah bahan yang ditampung : m

=

16650,19

kg/jam

Tabel 5.1 Perhitungan densitas campuran

Komponen

Massa (kg)

Densitas

Fraksi x

(kg/m3)

Densitas

Fraksi massa

LAB

68,28

0,004

857,60

3,52

SO3

77,30

0,005

1880,18

8,73

Udara

9110,77

0,547

879,57

481,29

HLAS

7393,84

0,444

860,78

382,25

TOTAL

16650,19

1,00

ρ campuran

875,79

= 875,79 kg/m3

Volume bahan yang ditampung : VL

= m/ρ campuran x waktu tinggal = 9,51 m3

Volume Reaktor : VR

= VL/0,8

= 11,88 m3

2. Menentukan bentuk dan ukuran reaktor Menentukan diameter dalam dan tinggi reaktor mula-mula: Diameter Reaktor (Di) V = π Di2 x 1/4 H H = 2x Di INSTITUT TEKNOLOGI TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



V−3

Di = [4 x VR / (2 x π)]1/3 = 1,963 m = 77,30 in Tinggi Reaktor (H) H = 2 x Di = 3,927 m = 154,6 in Menentukan tebal dinding reaktor (tR) Tinggi Cairan dalam reaktor (VL) VL = π/4 x Di2 x h cairan h cairan = 3,14 m Tekanan desain P operasi

= 1 atm

g

= 9,8 m/dt

P hidrostatik

= h cairan x ρ cairan x g = 26961,52 kg/m.dt2 = 26961,52 N/m2 = 0,27 atm

P desain

= P operasi + P Hidrostatik = 1,27 atm = 18,61 psi

Tebal dinding reaktor t = [(P . Di)/(2.f.E - 0,6.P)] + c = 0,190 in

INSTITUT TEKNOLOGI TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



V−4

dimana : t

= tebal dinding reaktor

Di

= diameter dalam reaktor (77,30 in)

f

= allowable stress

E

= effisiensi penyambungan ( 0,8 )

(13750 psi ) (untuk carbon steel SA-201 grade A)

(type joint yang dipilih adalah doble welded butt joint tanpa diradiografi dan tanpa stress relieve → max efficiency berdasarkan tabel 13,2, hal 254, Brownell & Young) c

= faktor korosi ( 0,0125 in/tahun) → umur reaktor diperkirakan 10 tahun, maka : = 0,0125 in/tahun

P

x 10 tahun

( 0,125 in)

= tekanan desain (18,612 psi )

dipilih tebal standar shell (ts) = 0,3125 in (dari tabel 5.8, hal 93, brownell & Young)

Menentukan Diameter Reaktor sesungguhnya Diameter luar shell (Do) adalah : Do = Di awal + 2. ts = 77,92 in Diambil diameter luar standar shell ( brownell, tabel 5.7, hal 90), OD = 90 karena tebal tangki diambil

= 5/16 in

maka diameter dalam tangki sesungguhnya adalah : Di = OD - (2 x ts) =

89,375 in (2,270m )


DUDDY & DEDY


Do =


V−5

OD

= 90 in (2,286 m ) ts = 5/16 in ( 0,00794 m )

3. Menentukan tinggi reaktor termasuk head (HT) Bentuk

: Torispherical head ( flange and dished head) (Brownell & Young, hal 88)

Bahan

: Carbon steel SA-201 grade A

Tebal Head Berdasarkan tabel 5.7, Brownell & young, hal 90, diperoleh : icr

= 5 1/2 in

r

= 90 in

icr / r = 0,0611 in > 6 % sehingga memenuhi untuk torispherical head (Brownell & Young, hal 88) Berdasarkan Brownell & Young, Hal 256 - 258, karena icr/r > 6%, maka persamaan yang digunakan untuk menghitung tebal head adalah pers. 7.76 dan 7.77: W = 1/4 (3+(rc/ri)0,5)

(pers. 7.76,brownell)

dimana : W = faktor intensifikasi stress untuk terispherical head rc = radius of crown

= r = 90 in

ri = inside corner radius

= icr = 5,5 in

W

= 1,761


DUDDY & DEDY



th = (P . rc . W / 2. f. E - 0,2. P) + c

V−6

(pers 7.77, Brownell)

dimana : th = tebal head rc = r = 90 in W = 1,761299794 f

= allowable stress ( 13750 psi )

E

= effisiensi penyambungan = 0,8

(untuk double welded butt joint)

(brownell & young , tabel 13.2, hal 254) c

= faktor korosi ( 0,0125 in/tahun (umur reaktor diperkirakan 10 thn)

P

= tekanan desain (18,61 psi )

th = 0,26 in Dipilih tebal head (th) = 5/16 in ( 0,3125 in )

Tinggi head Berdasarkan tabel 5.6, Brownell & Young, hal 88, untuk th = 5/16 in Standart straight flange (Sf) = 1 1/2 - 3 (dipilih Sf = 2,25 in) Dari tabel 5.7, Brownell & Young, hal 90, untuk OD 90, th = 5/16 in : Sf

= 2,25 in

icr

=5 1/2 in

r

= 90 in

Untuk menghitung tinggi head digunakan penjelasan pada fig. 5.8, brownell & young, hal 87 a = ID/2

= 44,6875 in

AB = (ID/2)-icr

= 39,187 in


DUDDY & DEDY



BC = r - icr

V−7

= 84,5 in

AC = (BC2 - AB2)0,5 = 74,86 in b = r - AC

= 15,14in

OA = th + b + Sf

=17,70in (0,4495 m )

Tinggi Total H = H reaktor + OA

= 4,376 m

4. Menentukan Volume Head 1. Bagian lengkung terispherical head Dengan asumsi icr/r = 6%, maka volume torispherical head (tanpa bagian Sf) dihitung dengan pers 5.11, hal 88, brownell & young. Vh1 = 0,000049 x Di3 dimana : Vh1 = volume dished head Di = diameter dalam reaktor = 89,375 in = 34,982 in3 (0,0202 ft3)

Vh1

2. Bagian straight flange Volume torispherical head bagian straight flange dihitung sebagai bentuk suatu silinder biasa dengan ketinggian Sf. Vh2 = 1/4. π. Di2. Sf dimana: Vh2 = volume torispherical bagian straight flange Sf

= 2,25 in


DUDDY & DEDY



V−8

Vh2 = 14108,612 in3 = 8,165 ft3

3. Volume Total Head Vh

= Vh1 + Vh2 = 8,185 ft3 = 0,232 m3

4. Menentukan Ukuran Shell Menentukan tinggi shell Volume reaktor sesungguhnya menjadi : VR = Vselongsong + 2.Vh dimana :

Vselongsong

VR

= 11,882 m3

Vh

= 0,232 m3

Di

= 2,270 m

= VR- 2.Vh = 23,301 m3

Vselongsong = 1/4.π.Di2.Hs Hs

= 5,759 m

5. Menentukan tinggi reaktor Tinggi total tangki adalah : Ht = Hs + (2 x OA) = 6,659 m Cek

Ht/ID


= 2,933 m

DUDDY & DEDY



V−9

≈ 3m Menentukan Volume Total Reaktor VRT = Vselongsong + V head = (π.ID2.Ht)/4+(2.Vh)

=

24,141 m3

5.2 Perancangan Dimensi Flange, Bolt dan Gasket P operasi = 760 mmHg P desain = 962,28 mmHg (18,61 psi) T operasi = 230 °C (446 °F) T desain = 240 °C (464 °F)

Dimensi Shell : OD = 90

in

= 2,286 m

ID = 89,375

in

= 2,270125 m

Th = 0,3125

in

= 0,0079 m

Perhitungan perancangan flange, bolt dan gasket mengikuti prosedur seperti pada Brownell & Young, hal 242 - 244.

Memilih tipe dan bahan konstruksi a. Flange a.1. Tipe karena

: Ring type (loose type) : ts

= 5/16 in < 5/8 in

OD/ts = 90/ (5/16) = 360 > 300 P desain

= 18,61 psi < 300 psi


DUDDY & DEDY



T operasi

= 446 °F < 700 °F (Brownell & Young, hal 242)

a.2. Bahan

: carbon steel SA 201 Grade A

V−10

Karena : ts dan th = 5/16 in dan 5/16 in < 5/8 in P operasi = 14,7 psi < 200 psi T operasi berada antara -20 °F dan 650 °F (Brownell & Young, hal 253) a.3. Maksimum Allowable Stress (ft) = 13750 psi = 935,37 atm

b. Gasket b.1. Bahan

: Compressed asbestos sheet dengan tebal 1/8 in

Karena : T operasi < 250 C = 482 F P operasi < 2 MN/m2 = 2 atm ( Brownell & Young, hal 225 dan Bhattacharya, hal 104) b.2. Faktor Gasket : m = 2 (fig 12.11, Brownell & young , hal 228) b.3. Minimum desain seating stress: y = 1600 (fig 12.11, Brownell & young , hal 228)

c. Bolt (Baut) c.1. Bahan : Carbon Steel SA 261 Grade BO (Tabel 13.1, Brownell & Young, hal 252) c.2. Maksimum allowable stress (fa) = 16250 psi (1105,44 atm) (Tabel 13.1, Brownell & Young, hal 252)


DUDDY & DEDY



V−11

Menentukan Lebar Gasket Berdasarkan Persamaan 12.2, Brownell & Young, hal 226 : do/di = [(y - pm)/(y - p(m+1))]0.5 dimana : do = diameter luar gasket (in) di = diameter dalam gasket (OD shell ) = 89,375 in y = yield stress = 1600 psi P = tekanan internal = tekanan desain = 18,61 psi m = faktor gasket = 2 maka : do/di = 1,006 do = 89,91

Lebar Gasket Minimum adalah : (d - di)/2 = 0,269 in Dipakai lebar gasket, N = 5/8 in = 0,625 in Diameter gasket rata-rata adalah : = di + N = 89,64 in = 2,277 m


DUDDY & DEDY



V−12

Menentukan beban-beban pada baut 1. Beban awal baut yang dibutuhkan (load to seat gasket) dua beban yang ditanggung oleh baut adalah : a. Beban yang timbul dari pengetatan baut b.Beban yang timbul dari tekanan operasi Dihitung berdasarkan pers.12.88, Brownell & Young , hal 240:

Wm2 = Hy = π x b x G x y dimana : b = effeciency gasket/lebar permukaan kontak sambungan Fig.12.12 kolom II,1a, Brownell & Young : bo = lebar gasket dasar = N/2 = 0,3125 in untuk bo> (1/4)in, maka b

= (bo)0,5/2 = 0,28

G = diameter ditempat lokasi beban gasket ditaruh, dari tabel 12.4, Brownell & Young hal 241 : untuk bo>(1/4) in, maka G = diameter luar gasket sehingga G = 89,91 in Y = Yield stress = 1600 psi maka Wm2 = Hy = 126259,02 lb = 57270,13 kg

2. Beban sambungan (load to keep joint tight under operation: Dihitung berdasarkan pers.12.90, Brownell & Young , hal 240: dimana Hp = beban yang diperlukan untuk menjaga gasket tetap pada tempatnya Hp = 2 x b x π x G x m x P = 5874,98 lb = 2664,85 kg


DUDDY & DEDY



V−13

3. Beban dari tekanan dalam (load from internal pressure) Dihitung berdasarkan pers.12.89,

Brownell & Young , hal 240:

dimana H =beban yang timbul dari tekanan dalam H = (π x G2 x P)/4 = 118116,21 lb (53576,61 kg)

4. Beban operasi total Dihitung berdasarkan pers.12.91, Brownell & Young , hal 240: Wml =Hp + H = 123991,19 lb (56241,46 kg) Menentukan Luas permukaan baut minimum Karena Wml>Wm2, maka Wm1 sebagai pengontrol beban sehingga persamaan yang digunakan adalah : Am1 =Wm1/fa dimana : Am1 =luas permukaan baut minimum dengan beban Wm1 Wm1 = Beban yang timbul dari tekanan operasi fa = 16250

psi

Maka Am1 = 7,63 in2 = 0,004922748 m2 Menentukan ukuran baut optimum berdasarkan pers 10.33, Brownell & young , hal 188 : Jumlah baut minimum = N min = A min/root area Diketahui: Id = 89,375 in


DUDDY & DEDY



V−14

go = ts = 0,3125 in A min = 7,63 in2 C = Id + 2 x (1.415 x go + R) Ukuran baut optimum ditentukan dengan mengambil

data ada tabel 10.4

Brownell & Young hal 188.

Tabel 5.2 ukuran baut optimum ID + 2 Bolt size

Root

Min no. of

Actual no. of

(in)

Area

Bolt (Nmin)

Bolt (Nact)

NBs / R (in)

Bs

E (in)

(1,415 x go π + R)

1/2

0,126

60,56

64

13/16

3

5/8

57,9

91,9

5/8

0,202

37,77

38

15/16

3

3/4

36,1

92,1

Dari tabel di atas diperoleh harga NBs/π yang optimum < C maka untuk penyerderhanaan rancangan dipilih : jenis : 11 - threads series ukuran baut : 5/8 in Root area: 0,202 Jumlah baut minimum (Bs): 3 jumlah baut aktual ( N )

= 38

minimum radial distance (R) = 15/16 in Edge distance ( E )

= 3/4 in

diameter lingkaran baut ( C ) = 92,1 in


DUDDY & DEDY



V−15

Menentukan Diameter Luar flange A=C+2xE dimana :

A = diameter luar flange

maka

A = 93,63 in

Menguji pemilihan Lebar Gasket Ab aktual = jumlah baut x root area dimana Ab aktual = luas penampang baut aktual maka : Ab aktual = 7,63 in2 Lebar gasket minimum = Ab aktual x fa/(2 x y x π x G) = 0,1372 in dipilih lebar gasket , N = 5/8> 0,1448 in maka pemilihan lebar gasket sudah benar .

Menentukan momen flange 1. Pada kondisi bolting up A. beban baut dihitung berdasarkan pers.12.94, Brownell & Young hal 242 : W = ((Am+Ab)/2) x fa dimana : W

= beban baut (lb) = 123991,19 lb

dimana : HG

=W = 123991,19 lb


DUDDY & DEDY



V−16

B. Level Arm Dihitung berdasarkan pers.12.101. Brownell & Young , hal 242 : hG = (C - G)/2 = 1,111 in C. Flange moment Dihitung berdasarkan pers pada tabel 12.4 Brownell & Young : Ma =W x hG = 137775,9 in-lb

2. Pada kondisi operasi Berdasarkan pers 12.95 Brownell & Young hal 242 diketahui bahwa : W =Wml A. Hydrostatic end force pada daerah di dalam flange dihitung berdasarkan pers.12.96 . Brownell & Young hal 242 : HD = 0.785 x B2 x p = 116709,46 lb dimana :

HD = hydrostatic end force B =diameter dalam flange ( 89,375 in) P

=tekanan desain (18,61 psi )

B.Level Arm Dihitung berdasarkan pers.12.100. Brownell & Young , hal 242 : hD =(C - B)/2 = 1,380 in


DUDDY & DEDY



V−17

C. Flange moment Dihitung berdasarkan pers pada tabel 12.96 , hal 242 Brownell & Young : MD = HD x hD = 161022,58 in-lb

D. Perbedaan beban bolt flange desain dengan total hydrostatic end force dihitung berdasarkan pers 12.98, Brownell & Young hal 242 : HG = W - H = Wml - H = 5874,98 lb

E. Level arm dihitung berdasarkan pers.12.101, Brownell & Young hal 242 : hG = (C - G)/2 = 1,111 in

F.Flange moment dihitung berdasarkan pers. 12.98, Brownell & Young , hal 242 : MG = HG x hG = 6528,14 in-lb G.Perbedaan beban bolt flange desain dengan total hydrostatic end force dihitung berdasarkan pers.12.97, Brownell & young , hal 242: HT = H - HD = 1406,75 lb


DUDDY & DEDY



V−18

H.Level arm dihitung berdasarkan pers. 12.102, Brownell & young , hal 242 : hT = (hD + hG)/2 = 1,245 in

I.Flange moment Dihitung berdasarkan pers .12.98, Brownell & Young , hal 242 : MT = HT x hT = 1752,01 in-lb

J.Total moment Mo = MD + MG + MT = 169302,73 in-lb

K. Moment controller Yang mengontrol moment adalah moment operasi total : Mmax = Mo = 169302,73 in-lb

Menentukan Tebal Flange Dihitung berdasarkan pers. 12.85 , Brownell & Young , hal 239 : f = (y x Mmax)/(t2 x B) => t = (y x Mmax/ f x B)0.5 Dimana : B = ID flange ( 89,375 in )


DUDDY & DEDY



V−19

A = OD flange ( 93,63) k = Od flange / ID flange = A/ B = 1,048 y = faktor yang menyangkut harga k dari fig 12.22, Brownell & Young , hal 238 => y = 41,31 Mmax = maksimum moment = 169302,73 in-lb f = max allowable strees ( 16250 psi ) maka t = 2,19 in

5.3 PERANCANGAN PENGADUK Bahan : Stainless steel SA 167 Grade 3 Type 304 jenis : Turbin with 6 curved blades (Turbin piring lengkung vertikal ) (Gb. 9.2 hal 229 , Mc Cabe dan Fig 6.3 , hal 147 , Treyball) Alasan pemilihan : -Efektif untuk jangkauan viskositas yang cukup luas -Baik untuk tangki kecil maupun besar karena diameternya lebih kecil dari impeler yang lain - layak secara ekonomi dalam power - Tidak merusak partikel yang memiliki viskositas yang cukup besar


DUDDY & DEDY



V−20

5.3.1 Penentuan Dimensi Pengaduk Penentuan diameter pengaduk Untuk turbin Dt/Di = 3

(Brown, hal 507)

Dimana : Dt = diameter dalam tangki = ID tangki = 89,375 in ( 2,27 m) Di = diameter impeler Maka: Di = Dt /3 = 29,79 in ( 0,7567 m)

Penentuan Tebal dan Lebar Blade pengaduk * menentukan Tebal Blade Pengaduk Tebal pengaduk = 0.2 x Di ( Brown hal 507) = 5,958 in ( 0,151m ) *menentukan Lebar Blade Pengaduk Wb =1/4 x Di = 7,448 in ( 0,189 m )

Penentuan Lebar Baffle Jumlah baffle = 4 buah Lebar baffle

= Dt/12

(Brown , hal 507) (Wallas, hal 287)

= 7,448 in ( 0,189 m)


DUDDY & DEDY



V−21

5.3.2 Penentuan Offset Top dan Offset Bottom Offset top

= Di/6 = 4,965in (0,126 m)

Offset bottom = Di/2 = 14,896 in ( 0,378 m)

5.3.3 Penentuan Tinggi Cairan dalam Reaktor Volume cairan yang masuk reaktor = 19,01 m3 Berdasarkan Gb.10.1 hal 288, wallas : Volume cairan =H cairan x (0.25 x π x ID2) H cairan maks = H cairan + H head Dimana : ID tangki = 89,375 in (2,270125 m) H head

= OA = 17,70 in = 0,4495 m

maka : H cairan = 4,7 m H cairan maks = 5,1491m

Penentuan Jarak Pengaduk dari Dasar Tangki Pengaduk I Untu tinggi tepi bawah blade dari dasar reaktor = Zi/Di = 0,75- 1,3 m (Brown, hal 507)


DUDDY & DEDY



V−22

diambil harga Zi/Di = 1 maka Zi = 29,79 in = 0,7567 m Untuk inggi cairan maksimum yang terjangkau Zl/Di = 2.7 - 3.9 m

(Brown ,hal 507)

diambil harga Zl/Di = 3 maka Zl = 89,375 in = 2,270 m Nt = H cairan maks/Zi = 2,268 m

Jadi : * jarak tepi bawah blade ke dasar tangki (H1) = 0,7567 m * Tinggi maksimum cairan yang dapat teraduk = 2,270 m *Tinggi cairan maksimum dalam tangki , H cairan maks = 5,1491m Dengan tinggi cairan maksimum dalam reaktor sedemikian berarti masih ada cairan yang belum terjangkau oleh pengaduk oleh sebab itu dipasang 1 buah pengaduk lagi dengan dimensi dan jenis yang sama dan dipasang pada poros yang sama agar campuran homogen .

Pengaduk II Berdasarkan gambar 10.1 Wallas, hal 288, jarak antara pengaduk 1 dan pengaduk 2 adalah : ∆H = H cairan maks/2


DUDDY & DEDY



V−23

= 2,575 m Jarak pengaduk 2 dari dasar tangki adalah : H2 =H1 + ∆H = 3,331 m

5.3.4 Menentukan Kecepatan Pengaduk Tabel 5.3 perhitungan viskositas fraksi x komponen

fraksi

viskositas viskositas

LAB

0,004

4,806

0,02

SO3

0,005

0,011

0,00005

Udara

0,547

0,020

0,01

HLAS

0,444

4,970

2,207

Total

1,00

µ campuran = 2,2375cp

2,2375 = 0,0022375

kg/m.s

Menentukan bilangan Reynold (Re) Re = (n x Di2 x ρ campuran )/µcampuran Dimana : Di =

0,7567m

ρ campuran

= 875,79 kg/m3

µ campuran

= 0,0022375 kg/m.s

Maka Re

= 224121,91 x n

(pers.1)

Menentukan Tenaga Pengadukan INSTITUT TEKNOLOGI TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



V−24

Np = (P x g)/(ρ campuran x n3 x Di5) Dimana : V1 = volume cairan = 19,01 m3 (5022,90 us gal ) P

= 5 Hp/1000 gal = 25,114Hp

(Wallas, hal 292 untuk campuran cair-cair)

(18,728 kg/m.s)

g = 9,8m/s2 maka Np =0,845 / n3

(pers.2)

Harga n diperoleh dengan trial n error, menggunakan gb. 477, hal 507, Brown atau gambar 10.6, hal 292, Wallas dari kurva 5 untuk curved blade.

Tabel 5.4 perhitungan kecepatan pengadukan n (rpm)

n (rps)

Re/n

Np x n3

Re

Np grafik

Np

35,5

0,59167

224121,91

0,845

132605,47

4

4,078

35,6

0,59333

224121,91

0,845

132979,00

4

4,044

35,7

0,59500

224121,91

0,845

133352,54

4

4,010

35,8

0,59667

224121,91

0,845

133726,07

4

3,976

interpolasi n = 35,72926695 maka diperoleh n = 35,73 rpm ( 0,6rps ) Re = 133352,54 Menentukan Tenaga Pengadukan Sesungguhnya Dihitung berdasarkan pers.9.24, Mc Cabe , hal 245 P = (Kt x ρ campuran x n3 x Di5)/gc INSTITUT TEKNOLOGI TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



V−25

Dimana : Kt =

0,18

maka P = 0,84 Kw

(tabel 9.2, Mc Cabe , Hal 245)

(1,13 Hp)

Dengan effesiensi motor = 0,8 maka Tenaga pengaduk sesungguhnya = 1,41 Hp Diambil tenaga pengaduk

= 2,00 Hp

5.3.5 Penentuan poros Pengaduk Menentukan tenaga pengadukan total dan dimensi poros Diketahui : Tenaga yang digunakan untuk perhitungan poros diasumsikan lebih 0,5 dari tenaga teoritis setelah effesiensi Tenaga pengadukan total = 2,119 Hp Kecepatan pengadukan

=35,73 rpm

Bahan :forged or hot-rolled steel class 1040 dengan kandungan karbon 40% (Tabel 16.1, Hesse, hal 467) Allowable desain stress = 30% x 45000 x 75% = 10125 Psi Menentukan Pengaturan Motor, Bearing dan Pengadukan

karana poros dipasang vertikal , maka bending moment yang bekerja pada poros hanya dari horisontal saja. Jarak antara masing-masing garis tengah bearing dan pengaduk ditentukan berdasarkan jarak pengaduk ke dasar reaktor dan jarak antara kedua pengaduk INSTITUT TEKNOLOGI TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



V−26

- 2 buah bearing dipasang pada poros. Bearing A dipasang pada tutup atas reaktor dan bearing B dipasang pada tutup bawah reaktor - Motor yang digunakan adalah motor standar dengan kondisi yang paling mendekati yaitu : tenaga pengadukan

= 3,0 Hp

Kecepatan pengadukan = 870 rpm untuk motor standar tersebut, pulley 20 full length involute gear tooth yang digunakan adalah pulley dengan (tabel 14.5, Hesse, hal 400) Diameter = 8 in face

= 6 ¾ in

bore

= 1 5/8 in

max belt width = 6 in Keterangan : H = tinggi tangki tanpa head = 3,927 m (154,60 in) = jarak antara motor dengan bearing A = 0,2032 m ( 8 in) b = jarak antara bearing A dengan pengaduk 2 = 1,770 m (69,70 in) c = jarak antara kedua pengaduk = 2,575 m ( 101,36 in) d = jarak antara pengaduk dengan bearing B = 0,7567 m ( 29,79 in ) Menentukan Torsi Pengaduk Dihitung berdasarkan pers 14.4 , Hesse : T = torsi = 63025 x Hp/rpm


DUDDY & DEDY



V−27

Maka T = 2491,95 in-lbs T maks untuk 2 pengaduk = 4983,91 in-lbs Menentukan Gaya pada Pitch Line Dihitung berdasarkan Hesse, hal 470 E = T / r = 1245,98 lbs

*Bending moment Berdasarkan pers. 5.3, hal 99, Hesse ΣM = 0 Untuk moment terhadap Bearing A M =(Ax 0 )+ (B x ( b+c+d )) - ( E x a) B = 28,590 lbs

*Moment terhadap bearing B M =(A x (b+c+d)) + (B x 0) - (E x (a+b+c+d)) A = 581,1 in-lbs Pengecekan kebenarannya: A-B-E=0 A-B-E=0 Diperoleh bahwa moment maksimum terjadi pada bearing A yaitu : Mmaks = A x a = 4648,56

in-lbs

Mmaks menjadi momen pengendali (Hesse, hal 474 - 475)


DUDDY & DEDY



V−28

Menentukan gaya pisah antara Gear pada Pulley Gaya pisah ini = gaya penguat pada garis pitch dengan tangen dari sudut tekan gear S = E x Tan 20 = 1235,99 in-lbs

*Bending moment Berdasarkan pers.5.3, Hesse : ΣM =0

*Moment terhadap bearing A M =(A x 0 )+ (B x ( b+c+d )) - ( S x a) B=

64,0

lbs

*Moment terhadap bearing B M =(A x (b+c+d)) + (B x o) -(S x (a+b+c+d)) A = 1299,95 lbs Pengecekan kebenaran : A-B-S=0 A-B-S=

0

diperoleh bahwa momen maksimum terjadi pada bearing A yaitu : Mmaks = A x a = 10399,6 in-lbs


DUDDY & DEDY



V−29

*Menentukan Momen Result Berdasarkan pers.16.6, Hesse : Mmaks = (M1 2 + M2 2)0.5 = 11391,23 in-lbs

Menentukan Diameter Poros Dihitung berdasarkan per. 16.5 Hesse, hal 467 : D = ((5.09/S) x ((KT)2+ (BM)2)0.5))(1/3) dimana : D =diameter poros S = allowable desain stress dari bahan proses = 10125 Psi M = momen K = konstanta untuk beban tetap = 1

(Hesse, hal 467)

B =konstanta untuk beban tetap =

(Hesse, hal 467)

1,5

maka diameter poros adalah : D

= 2,049 in = 0,052 m

dipilih diameter poros standar = 4 7/16 in = 0,113 m

(Gb.16.4, Hesse, hal 469)

Maka jari-jari poros ( r ) = 2,219 in


DUDDY & DEDY



V−30

5.3.6 Pengamatan Tentang bearing untuk menentukan Alat Transmisi poros Perhitungan Berdasarkan Hesse, hal 493. A. Bearing A Resultan beban statik = (A1 2+ A2 2)0.5

(Hesse. Pers.16.6)

= 1423,90 lbs beban dinamik = Tmaks/jari-jari poros = 996,02 lbs B. Bearing B Resultan beban statik = (B1 2+ B2 2)0.5 (Hesse. Pers.16.6) = 70,06 lbs beban dinamik

= Tmaks/jari-jari poros = 996,02 lbs

* Alat transmisi poros Karena ada perbedaan antara rpm yang dibutuhkan dengan rpm yang disediakan, maka untuk menggerakan pengaduk dibutuhkan

suatu alat transmisi yang

berfungsi sebagai speed reducer. Digunakan transmisi gear jenis worm gear reducer dengan 20 full length involute gear, karena dapat digunakan untuk pemakaian yang halus dan kemudahan dalam perawatan.

Perbandingan kecepatan perawatan : R = rpm worm /rpm pulley

(Hesse ,Pers.15.27.)

= 36,567


DUDDY & DEDY



V−31

Untuk jenis commercial worm gear reducer , effesiensi reducer dihitung dengan pers 15.31, Hesse :

E =100 - (R/2) = 81,7 %

Dari tabel 15.9 Hesse, hal 458, speed ratio yang terdekat dengan harga R 30 : 1 untuk ukuran 70 unit adalah : - jenis

: classs 1

-bahan

: cast iron dengan harga S = 1600 psi

-ukuran

: 70 unit

- Hp

: 2 untuk speed motor 870 rpm

-effesiensi

: 81,7 %

-Gear

: 20 full length involute gear tooth

-Jumlah gigi minimal

: 15 (Hesse, hal 427)

-Gigi terkecil

: 18 tooth /pitch (Hesse,hal 427)

-Pitch

: 4 (Hesse, tabel 15.3)

-Face Width

: 2 (Hesse, tabel 15.3 )

Pengecekan gear yang dipilih Pitch line velocity, Vm Dihitung berdasarkan persamaan pada Hesse, hal 433: Vm = (π x N x rpm )/(12 x Pd) = 1024,425 ft/mnt Velocity factor, K


DUDDY & DEDY



V−32

Dihitung berdasarkan pers.15.13, Hesse : K =600/(600+Vm ) = 0,369 Tooth shape factor, y Dihitung berdasarkan pers.15.10, Hesse : Y = 0.484 - (2.58/N) = 0,341 safe strength , Fs Dihiutng berdasarkan pers.15.15, Hesse : Fs = (S x K x b x Y ) /Pd = 402,65 lbs Tenaga yang ditransmisikan , Hp Dihitung berdasarkan pers.15.12, Hesse : Hp = (Fs x Vm)/33000 = 12,500 Hp Sedangkan Hp total yang dibutuhkan adalah sebesar = 2,119 Selama Hp yang ditranmsisikan > Hp total yang dibutuhkan, maka pemilihan gear sudah benar.

5.4 PERANCANGAN NOZZLES (LUBANG-LUBANG) 5.4.1 Peletakan Lubang-lubang * Pada top

:- lubang umpan masuk - lubang poros - lubang untuk alat sensor


DUDDY & DEDY



V−33

- lubang untuk orang/ maintenance (manhole) *Pada samping atas

: - lubang keluar angin - lubang masuk dowtherm

* pada bottom

: - lubang keluar produk - lubang keluar dowtherm

5.4.2 Penentuan Diameter Lubang-lubang A. Lubang Pemasukan Umpan A.1 Lubang Pemasukan LAB Jumlah LAB

= 5647,68 kg/jam ( 5647,68 kg/batch )

waktu pengisian

= 60 menit

T umpan masuk

= 45 °C

ρ LAB pada T masuk

= 857,596 kg/m3 ( 53,54 lb/ft3)

laju alir volumetrik (Qf) =m/ρ x t = 0,110 m3/menit ( 0,065 ft3/dt) * Diameter Optimum Nozzle Dihitung berdasarkan pers.15, Peters hal. 525 dengan asumsi aliran umpan turbulen maka: Di opt = 3.9 x Qf0.45 x ρ0.13 = 1,91 in dimana : Di opt

: diameter optimum

Qf

: laju alir volumetrik umpan

ρ

: densitas umpan


DUDDY & DEDY



V−34

Dari Appendix K, item 1, Browneel & Young , hal 386, maka digunakan: Ukuran nominal lubang = 2 in diameter luar

= OD = 2,375 in

schedule number

= 40 St, 40 S

Tebal pipa

=t = 0,154 in

Diameter dalam

= ID = 2,067 in = 0,053 m = 0,172 ft

bahan = carbon steel µumpan = 4,806 cp = 0,00334 lb/ft.s

Pengecekan asumsi jenis aliran: untuk jenis aliran turbulen , maka harga bilangan Reynold (Re)>2100 A = π/4 x ID2 = 3,354 in2 = 0,002 m2 ( 0,023 ft2) kecepatan superficial ( V ) = Qf/A = 2,7737 ft/s maka Re = ρumpan x v x ID/(µ) umpan = 7920,98


DUDDY & DEDY



V−35

diperoleh harga Re>2100,maka asumsi untuk penentuan diameter pipa sudah benar.

A.2 Lubang Pemasukan SO3 + udara Jumlah SO3 + udara

= 11002,51 kg/jam

waktu pengisian

= 60 menit

T umpan masuk

= 45°C

ρ SO3+ udara pada Tmasuk

= 1051,62 kg/m3 ( 65,65 lb/ft3)

laju alir volumetrik ( Qf )

= m/ρ x t = 0,1744 m3/menit = 0,1026 ft3/dt

* Diameter Optimum Nozzle Dihitung berdasarkan pers.15, Peters hal 525 dengan asumsi aliran umpan turbulen maka: Di opt = 3.9 x Qf0.45 x ρ0.13 = 2,4120 in dimana : Di opt

: diameter optimum

Qf

: laju alir volumetrik umpan

ρ

: densitas umpan

Dari Appendix K, item 1, Browneel & Young, hal 386, maka digunakan: Ukuran nominal lubang = 2,5 in diameter luar

= OD = 2,875 in


DUDDY & DEDY



schedule number

= 40 St, 40 S

Tebal pipa

= 0,203 in

(t )

Diameter dalam ( ID)

V−36

= 2,469 in = 0,0627 m = 0,20575 ft

bahan

= carbon steel

µumpan

= 0,011 cp = 0,0000076 lb/ft.s

Pengecekan asumsi jenis aliran: Untuk jenis aliran turbulen, maka harga bilangan Reynold (Re)>2100 ' A = π/4x ID2 = 4,785 in2 = 0,003 m2 ( 0,0332 ft2) kecepatan superficial (V) = Qf/A = 3,088 ft/s maka Re = ρumpan x V x ID/(µ) umpan = 5464967,19 Diperoleh harga Re>2100, maka asumsi untuk penentuan diameter pipa sudah benar.

B. Lubang poros Disesuaikan dengan ukuran poros yaitu =


4 7/16 ≈ 5

DUDDY & DEDY



V−37

C. Lubang untuk maintenance (manhole) jumlah = 1 unit dipilih

= 24 in shell manhole

untuk ts = 1/4 in T = 1/4 in konstruksi dan ukuran manhole mengikuti standar yang diberikan oleh API standard 12-C dari App.F item 5, Brownell & Young hal. 352 : - size of inlet Weld A = 3/16in Weld B = 1/4 in Panjang sisi ( L)

= 53 ½ in

Lebar reinforcing plate ( W)

= 64 in

Diameter lubang dalam tangki ( Dp) = 28 ½ in Diameter dalam manhole frame = 24 - 26 diambil = 24 in Diameter lingkar baut =Db = 30 ¼ in Diameter Cover plate (Dc ) = 32 ¾ in dari fig 3.15, Brownell & Young hal 51 : - jumlah baut ( N)

= 28

- Diameter baut

= ¾ in

- Gasket manhole

= 29 3/8 in Od x 24 in ID x 1/8 in thick

D. Lubang untuk alat sensor Jumlah lubang untuk sensor ada 2 buah yaitu lubang untuk sensor temperatur dan tekanan dengan dimensi yang sama. Penentuan tebal pipa Bahan :

Carbon steel SA 167 Grade 11 Type 316


DUDDY & DEDY



V−38

Berdasarkan pers 13.1, Browneel & Young, hal 254 Tp =

Pdesign ( ID T ) ( 2f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

+C

dimana : Tp = tebal pipa P = Tekanan desain = 19,63

Psi

Di = diameter nominal pipa yang digunakan = 1 in f

= stress yang diijinkan = 18750 Psi

E = efesiensi = 80% (tabel 13.2 brownell & Young hal 254) C =faktor korosi = 0,0125 in/thn x 10 tahun = 0,1250 in maka Tp = 0,1257 in

Berdasarkan App. K, item 2, brownell & young, hal 387, diambil ukuran pipa standard : - ukuran nominal pipa = 1/4 in - OD = 0,54 - Schedule number = 40 ST 40 S - ID = 0,364 in - Tebal Pipa (Tp) = 0,088 in

E. Lubang pada jaket Lubang untuk dowtherm * Laju volumetrik dowtherm Jumlah = 2 buah


DUDDY & DEDY



V−39

dowtherm masuk dari bawah dan keluar dari atas Qa = Ma/(t x ρ) = 75,406 m3/mnt = 44,382 ft3/det * Diameter optimum nozzle dihitung berdasarkan pers.14.15, Peters dengan asumsi aliran umpan turbulen, maka: Di opt = 3.9 x Qa0,45x ρ0,13 dimana : Di opt = diameter optimum Qa

= laju alir volumetrik dowtherm ( 44,382 ft3/det)

ρ

=densitas dowtherm = 64,643 lb/ft3

maka Di opt = 36,955 in ( 0,939 m) dari Appendix K, item 1, Brownell & Young , hal 386, maka digunakan : - ukuran nominal lubang = 36 in - Diameter luar (OD)

= 36 in

- Schedule number

= ST

- Tebal Pipa (Tp)

= 0,375 in

- ID = 35,25 in = 2,9375 ft - bahan carbon steel *Pengecekan Asumsi jenis aliran Untuk jenis aliran turbulen, maka harga bilangan Reynoldnya (Re)>2100


DUDDY & DEDY



V−40

A =π/4 x ID2 = 975,412 in2 = 6,774 ft2 kecepatan superficial ( V) = Qa/A = 6,552 ft/s viskositas, µ = 2,4804 cp ( 0,0017 lb/s ft) maka Re =

ρumpan V ID ηumpan

= 746463,32 Diperoleh harga Re>2100,maka asumsi untuk penentuan diameter pipa sudah benar.

Penentuan tebal pipa Bahan : Carbon steel SA 167 Grade 11 Type 316 Berdasarkan pers 13.1, Brownell & Young , hal 254 p × Di 2 Tp = +C ( f × E ) − ( 0 ,6 × p )

dimana : Tp =tebal pipa p = Tekanan desain = 84,5 diameter nominal pipa yang digunakan (Di) = 1 in stress yang diijinkan (f )

=18750 Psi

efesiensi (E)

= 0,8

faktor korosi (C)

= 0,0125 in/thn x 15 tahun


DUDDY & DEDY



V−41

= 0,1875 in maka Tp = 0,190 in

Berdasarkan App. K, item 2, Brownell & Young, hal 387, diambil ukuran pipa standard : - ukuran nominal pipa = 0,25 in - OD

= 0,54 in

- Schedule number

= 40 ST 40 S

- ID

= 0,364 in

- Tebal Pipa (Tp) = 0,088 in

F. Lubang Pengeluaran Produk Laju alir massa keluar reaktor =

16650,19

kg/jam

Densitas Komponen

Fraksi

fraksi x Fraksi x Densitas

viskositas

(kg/m3)

viskositas

LAB

0,004

857,60

3,52

4,806

0,020

SO3

0,005

1880,18

8,73

0,011

0,000

Udara

0,547

879,57

481,29

0,020

0,011

HLAS

0,444

860,78

382,25

4,970

2,207

Total

1,000

875,79

2,238

ρ(campuran) = 0,8758 kg/L = 875,79 kg/m3 = 54,673 lb/ft3


DUDDY & DEDY


µ umpan


V−42

= 2,2375 cp = 0,0015 lb/ft.s

laju alir volumetrik produk Mf = 16650,19 kg/jam Qf =

Mf

ρ

= 19,012 m3/jam = 0,1865 ft3/dt

* Diameter optimum nozzle dihitung berdasarkan pers.15, Peters hal 525 dengan asumsi

aliran umpan

turbulen , maka Di opt =3.9 x Qf0,45x ρ0,13 dimana : Di opt = diameter optimum Qf

= laju alir volumetrik produk = 0,1865 ft3/det

densitas produk (ρ ) = 54,673 lb/ft3 maka Di opt

= 3,082 in ( 0,0783 m)

dari Appendix K, item 1, Brownell & Young , hal 386, maka digunakan : - ukuran nominal lubang = 3 in - Diameter luar (OD)

= 3,5 in

- Schedule number

= 40 ST 40 S

- ID

= 3,068 in


DUDDY & DEDY



- Tebal Pipa (Tp)

V−43

= 0,216 in

- bahan carbon steel

*Pengecekan Asumsi jenis aliran Untuk jenis aliran turbulen, maka harga bilangan Reynoldnya (Re)>2100 A=

π ID 2 4

= 7,389 in2 = 0,05131 ft2 kecepatan superficial ( V) = Qf/A = 3,6346 ft/s maka Re =

ρumpan V ID ηumpan

= 3269,00 Diperoleh harga Re>2100, maka asumsi untuk penentuan diameter pipa sudah benar.

5.4.3 Spesifikasi Flange dan Bolt untuk Lubang-lubang Jenis

:

Bahan :

welding-neck Flange Forged and Rolled Steel -ASTM A 181

Dari fig 12.2, Brownell & Young hal 221 diperoleh flange dan bolt dengan spesifikasi sebagai berikut :


DUDDY & DEDY



V−44

A. Spesifikasi Flange Tabel 5.6 Tabel spesifikasi flange Lubang

D (in)

A (in)

T (in)

R (in)

E (in)

K (in)

L (in)

B(in)

LAB

2

6

3/4

3 5/8

3 1/16

8,63

4

7,98

SO3

2,5

4¼

9/16

2

1 15/16

4,5

3

4,03

Poros

5

10

15/16

7 5/16

6 7/16

5,56

3 1/2

5,05

manhole

24

32

1 7/8

27 1/4

26 1/8

24

6

23,25

Sensor

1

4¼

9/16

2

1 15/16

1,32

2 3/16

1,05

dowtherm

36

42 ¼

1¼

39

37 3/8

Produk

3

7½

15/16

5

4 1/4

6,63

3 1/2

6,07

B. Spesifikasi Bolt Tabel 5.7 Tabel Spesifikasi Bolt D nominal Lubang

D lubang

D baut

N pipa (in)

C (in) (in)

(in)

LAB

2

4

3/4

5/8

4 3/4

SO3

2,5

4

5/8

1/2

3 1/8

Poros

5

8

7/8

3/4

8 1/2

manhole

24

20

1 3/8

1 1/4

29 1/2

sensor

1

4

5/8

1/2

3 1/8

Dowtherm A

36

40

1 1/8

Produk

3

4

3/4


40 1/8 5/8

6

DUDDY & DEDY



V−45

5.5 PERANCANGAN JAKET Fungsi :- menyerap panas yang terbentuk karena reaksi eksoterm 5.5.1 Perancangan jaket sebagai pemertahan Reaksi Eksoterm 5.5.1.1 Penentuan Laju alir Volumetrik Dowtherm Masssa dowtherm yang digunakan (Ws) : 4684844,04 kg/jam Densitas pada suhu 30 °C = 1035,48 kg/m3 Qs =

Ws ρs

= 4524,34 m3/jam (75,406 m3/mnt)

5.5.1.2 Penentuan Volume jaket Desain jaket yang diinginkan adalah sesuai dengan bentuk tangki

yang

diletakkan disekeliling tangki Vj = Qs x t dimana : Vj = volume jaket Qs = Laju alir dowtherm (75,41 m3/mnt ) t

= waktu tinggal dowtherm ( 0,05menit ; 3 dtk )

Vj = 3,77 m3

5.5.1.3 Penentuan diameter jaket Vj =((π/4 x ODj2 x Hs)+(π/3 x 0.25 x ODj2 x OA))-((π/4 x IDj2 x Hs)+(π/3 x 0.25 x IDj2 x OA))


DUDDY & DEDY



V−46

dimana : Vj = volume jaket ( 3,77 m3) Odj = diameter luar jaket Idj = diameter dalam jaket ( Od) = 2,286 m Hs = tinggi jaket yang menutupi tangki = 3,141 m OA= tinggi head ( 0,450 m) maka Odj = 4,059 m

5.5.1.4 Penentuan Tebal Jaket tj =(Odj-Idj)/2 = 0,89 m = 34,90 in

5.5.1.5 Pengecekan Jaket Yang Digunakan 5.5.1.5.a Luas Perpindahan Panas Tabel .5.8 Tabel Luas perpindahan Panas Massa

Tin (°C)

°F

Tout (°C)

°F

Fluida panas (produk, Ws)

16650,19

45

113

45

113

Fluida dingin ( dowtherm , Wm)

4684844,04

30

86

40

104

LMTD =

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

= 33,58 °F Thermal conductivity, k = 8,79x10-2 Btu/jam ft2 Rej =Di2 x N x ρ campuran/µ campuran Dimana:


DUDDY & DEDY


Di = diameter pengaduk


V−47

= 29,79 in ( 2,4826 ft)

N = perputaran pengaduk = 35,73 rpm (2143,76 rph) ρcampuran

= 875,7854 kg/m3 ( 54,67 lb/ft3)

µ campuran = 0,0015 lb/ft.det = 5,413 lb/ft. jam maka Rej

= 133464,11

Dengan harga Rej = 133464,11 dapat dicari harga J dari fig 20.2 Kern sehingga didapat J faktor transfer panas jaket, J = 800 dimana : hj = koefesien perpindahan panas fluida k = konduktivitas thermal = 0,088 Btu/jam ft2 Dj =diameter dalam jaket

= 90 in ( 7,5 ft)

c =kapasitas panas spesifik rata-rata = 0,388 kkal/kg C (0,387 Btu/lbF) µ = viskositas campuran cairan dalam reaktor = 5,413 lb/ft jam µw =viskositas pada temperatur di dinding shell (µ/µw)0,14 = 1 maka : hj = 26,98 Btu/jam ft F hio = 26,79 diketahui : hoi untuk dowtherm = 1000 btu/jam ft F Uc =

h io .h o h io + h o

dimana Uc : koefesien clean overall maka : Uc = 26,27 Btu/jam ft °F


DUDDY & DEDY



V−48

diketahui :Rd min = 0,005 untuk dowtherm dalam jaket Rd =

UC - UD U C .U D

Ud = Uc x hd/(Uc + hd) = 23,22 Btu/jam ft F

5.5.1.5.b Panas pada jaket Aj = 496,06 ft2 Qj = Ud x Aj xLMTD = 386784,12 kkal/jam karena Qj>Q maka jaket dapat digunakan.

5.6 PERANCANGAN ISOLASI Bahan : Asbestos 5.6.1 Penentuan Luas Perpindahan Panas A. Pada Sekeliling Reaktor A1 = 2 x π x R x Hs dimana : A1 = Luas perpindahan panas pada sekeliling shell R = jari-jar luar jaket (Odj/2 )

= 2,029563394 m

Hs = tinggi shell yang tertutup jaket = 3,14138119 m maka : A1 = 40,03897067 m2

B. Pada Tutup Bagian Bawah A2 = (1/3 x π x Rtb2) + (2 x π x Rtb x sf) dimana : A2 = luas perpindahan panas pada tutup bagian bawah


DUDDY & DEDY



V−49

Rtb = jari-jari tutup bawah = Dtb/2 = (OD + tj)/2 = 1,59 m sf = 1,75 in ( 0,04445 m) = 3,07 m2

maka : A2

C. Pada Tutup Bagian Atas A3 = (1/3 x π x Rta2) + (2 x π x Rta x sf) dimana : A3 = luas perpindahan panas pada tutup bagian atas Rta = jari-jari tutup bagian atas = Dta/2 = OD/2 =1,143 m sf = 1,75 in = 0,04445 m maka :

A3 = 1,686480498 m2

Luas perpindahan panas total : A = A1 + A2 + A3 = 44,80 m2

5.6.2 Penentuan Tebal Isolasi Minimum V.6.2.1. Jaket Sebagai Pemertahan Reaksi Eksoterm Qlost = k x A x ∆T/L dimana : Qlost = panas yang terlepas maksimum 10% dari panas yang diserap reaktor. = 8135270,629 kkal/jam = 32283365,28 btu/jam k

= konduktivitas termal = 0,087860967 btu/jam.ft. °F


DUDDY & DEDY



V−50

= luas perpindahan panas = 44,802 m2

A

= 482,24 ft2

maka : L

L

= tebal isolasi minimum

∆T

= 18 °F

= 0,000024 ft = 7,20065E-06-6 m

Diameter luar setelah isolasi: OD2 = ODj + (2 x L) = 4,059 m = 159,80 in

5.7 PERANCANGAN PENYANGGA Pemilihan tipe penyangga reaktor berdasarkan pada : * Bentuk, ukuran dan berat reaktor * Temperatur dan tahanan operasi * Penempatan/ letak reaktor Jenis penyangga : Lug/ braket support

( Brownell & Young, hal 197)

dengan alasan : * Relatif paling ekonomis * Paling banyak digunakan untuk sistem penyangga vertikal * Konstruksi lebih mudah dibandingkan dengan tipe lain Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 Grade C

Stress yang diijinkan (f) = 12650 psi ( 87218,522 kN/m2) Densitas bahan (ρbahan) = 493,197 lb/ft3 ( 7900,2749 kg/m3) jumlah lug (n) INSTITUT TEKNOLOGI TEKNIK KIMIA ’01

=4 DUDDY & DEDY



V−51

Diketahui : ID = 89,375 in (2,270 m) OD = 90 in (2,286 m) ts

= 0,3125 in ( 0,008 m)

Hs

= 0,0717 in = 2,823 m

Ht

= 0,0945 in (3,722 m )

ρcampuran = 1193,77 kg /m3 ρasbestos = 634,33 kg/m3 sf = 1,75 in (0,04445 m) Diinginkan : * Jarak reaktor dari tanah

= 1,5 m

* Tinggi total reaktor & Penyangga

= (1,5 + 3,721702693) = 5,22 m

* Letak ujung penyangga dibadan reaktor = 2 m dari dasar tangki * Tinggi penyangga =

( 1,5 + 2)

= 3,5 m

5.7.1 Penentuan Berat Total Reaktor A. Berat shell (Wsh) Dihitung berdasarkan pers. 9.1, Brownell & Young, hal 156 : Wsh

= π/4 x (OD2 - ID2) x ρbahan x Hs = 1266,111558 kg


DUDDY & DEDY



V−52

B. Berat head (Wh) * Bagian lengkung head Vh = 0,000049 x D3 dimana : D

= diameter head

: Vh dalam = 0,00057 m3

maka

Vh luar

= 0,00058m3

maka berat bagian lengkung head adalah : Wh' = (Vh luar - Vh dalam) x ρbahan = 0,0957 kg

* Bagian Straight flange Vsf = π/4 x D2 x Sf Vsf dalam = π/4 x ID2 x Sf = 0,17982123 m3 Vsf luar

= π/4 x OD2 x Sf = 0,1824 m3

maka berat bagian straight flange adalah : Wh'' = (Vsf luar - Vsf dalam) x ρbahan = 19,9385233 kg Berat total head : Wh = 2 x (Wh' + Wh'') = 40,068 kg


DUDDY & DEDY



V−53

C. Berat Cairan (Wc) Wc = volume reaktor total x ρcampuran

= 16106,93167 kg

D. Berat dowtherm (Wa) dan berat bahan (Ws) Wa = 4684844,04 kg Ws = 16650,19 kg E. Berat jaket pendingin dan pemanas (Wjk) ODj = 4,059 m IDj = 2,286 m tj

= 0,887 m

Hs

= 3,141 m

OA = 0,450 m OD2 = 4,059 m

* Berat shell kosong pada jaket (Wsjk) Wsjk = π/4 x (OD22-Odj2) x Hs x ρbahan dimana : OD2 = diameter luar reaktor setelah isolasi ODj = diameter luar jaket Maka:

Wsjk = 2,277706228 kg

*Berat straight flange kosong pada jaket (Wsfjk) Wsfjk = π/4 x (OD22 - ODj2) x sf x ρbahan = 0,032229149 kg * Berat dishead kosong pada jaket (Wdhjk)


DUDDY & DEDY



V−54

Wdhjk = π/4 x (OD22 - ODj2) x ρbahan = 0,725 kg Berat total jaket kosong = Wjk = Wsjk + Wsfjk + Wdhjk = 3,03 kg F. Berat isolasi (Wi) * Volume isolasi pada shell (Vsi) = π/4 x (ODj)2 x Hs

Vshell

= 40,630 m3 Vshell + isolasi = π/4 x (OD2)2 x Hs = 40,631 m3 Maka: Vsi = Vshell + Vshell+isolasi = 81,26 m3

* Volume isolasi pada tutup bawah (Vbi) Vbi = 4/3 x π x R x h x L dimana : R

= OD2/2 = 2,029 m

h

= sf + tj = 0,931 m

L = Lebar isolator = 0,01 m


DUDDY & DEDY


maka : Vbi = 0,07910947


V−55

m3

* Volume straight flange pada isolasi (Vsfi) Vsfi = π x ODj x sf x L = 0,005665445 m3 maka volume isolasi total pada reaktor (Vi) Vi = Vsi + Vbi + Vsfi = 81,34669243 m3 Berat isolasi ( Wi) = Vi x ρasbestos = 51600,72 kg G. Berat total reaktor kosong (Wrk) Wrk

= Wsh + Wh + Wjk + Wi = 52909,94 kg

H. Berat pengaduk, motor, lubang dan peralatan lain (Wl) Berat pengaduk, motor, lubang, dan peralatan lainnya diasumsikan sebesar 20% dari berat shell dan head kosong (Peters, hal. 37) Wl = 20% x Wrk = 10581,98 kg I. Berat total Reaktor (Wtotal) Bmax = Wsh + Wh + Wc + Wa + Ws + Wjk + Wi + Wl = 79598,86 kg Wmax = Bmax x gc = 780068,86 N (780,068 kN)


DUDDY & DEDY



V−56

5.7.2 Tekanan karena angin 5.7.2.1 Penentuan periode vibrasi (T) Dihitung berdasarkan pers 9.3.23, Bhattacharyya, hal 151 : T = 6,35 x 10-5 x (H/D)3/2 x (W/t)1/2 dimana : T = periode vibrasi H = tinggi total reaktor termasuk penyangga = 5,221702693 m D = diameter luar reaktor

= 2,286 m

W = berat total reaktor

= 780,068 kN

t = tebal dinding reaktor

= 5/16 in = 0,0079375 m

maka : T =

0,068723015 detik

( 0,07 detik)

sehingga : untuk tinggi reaktor < 20 m, tekanan angin terhadap reaktor dapat dihitung dengan pers 9.3.9, Bhattacharyya, hal 147 : Pw = K1 x K2 x p1 x h1 x OD2 dimana : Pw = tekanan total karena angin K1 = koefisien yang tergantung pada faktor permukaan = 0,7 (untuk permukaan silinder) K2 = koefisien yang tergantung pada periode dari satu putaran vibrasi getaran dari reaktor = 1 (untuk T < 0,5 detik)


DUDDY & DEDY



V−57

p1 = tekanan angin yang bekerja terhadap reaktor (tabel 9.1, bhattacharyya, hal 146) = 0,4 (untuk daerah dengan kecepatan angin sedang) h1

= tinggi reaktor = 3,721 m

OD2 = diameter luar reaktor termasuk jaket pendingin dan isolasi = 4,059 m maka : Pw = 4,229 kN

5.7.2.2 Penentuan bending moment akibat angin Dihitung berdasarkan pers 9.3-11, Bhattacharyya, hal 147 : Mw = Pw x (H/2) dimana : H = tinggi reaktor termasuk penyangga = 5,221702693 m maka : Mw = 11,04373587 kN.m

5 .7.3 Tekanan karena gempa Dihitung berdasarkan pers 9.3-14, Bhattacharyya, hal 148 : F = Cs x W dimana :

Cs = koefisien seismik untuk daerah tertentu = 0,1 (untuk daerah dengan ancaman gempa sedang) (tabel 9.2, Bhattacharyya, hal 149) W = berat total reaktor = 780,068 kN

maka : F = 78,006 kN


DUDDY & DEDY



V−58

5.7.3.1 Penentuan bending moment akibat gempa Dihitung berdasarkan pers 9.3-16, Bhattacharyya, hal 149 : Ms = 4 x F x 2 x H = 3258,630169

kN.m

5.7.3.2 Penentuan bending stress akibat gempa Dihitung berdasarkan pers 9.3-17, Bhattacharrya, hal 149 : σs = 4 x Ms / (π x t x (Di x t) x Di) dimana : tebal shell (t ; ts ) = 0,3125 = 0,00795 m Di (diameter dalam reaktor) = 89,375 in = 2,270 m maka : σs = 12784931

kN/m2

5.7.4 Beban tekanan maksimum per Lug Dihitung berdasarkan pers 10.3.1, Bhattacharyya, hal 173: Plug = (4 x Pw x (H-Hc)/n x C)+ (Wmax/n) dimana : Plug = beban tekana maksimum tiap lug Pw

= tekanan total karena angin (4,229936676 kN)

H

= total tinggi reaktor termasuk penyangga = 5,221 m

Hc

= jarak dasar reaktor dari tanah ( 1,5 m )

C

= diameter lingkar baut anchor


DUDDY & DEDY



V−59

= OD = 92,5094 in = 2,3497 m n

= jumlah lug =4

Wmax = berat total reaktor = 780,068 kN maka : Plug = 232,007 kN

5.7.5 Uji kelayakan material 5.7.5.1 Tekanan yang ditimbulkan karena tekanan dari dalam Dihitung berdasarkan pers 10.33, Bhattacharyya, hal 174 : σsp = P x D / (4 x t) dimana : σsp = axial stress karena tekanan dari dalam (tekanan desain) P

= Tekanan desain = 0,9668 psi = 6,6658 kN/m2

D

= Diameter dalam reaktor

= 2,270 m

t

= Tebal reaktor

= 0,007 m

maka : σsp

= 476,6047 kN/m2 = 62,1294 psi


DUDDY & DEDY



V−60

5.7.5.2 Tekanan yang ditimbulkan karena penyangga lug Dihiting berdasarkan pers 10.3.2, Bhattacharyya, hal 173 : σsl = (β3 x Plug x a x r2)/(2 x (1 - µ2) x A x h)

dimana : σsl

= axial stress karena sambungan lug dengan plate horizontal

Plug = beban tekanan maksimumtiap lug = 232,007 kN a

= lever arm untuk beban dari lingkaran baut ( hD ) = 1,2547 in

( 0,0319 m)

r

= jari-jari rata-rata ID reaktor ( 1,13505 m)

µ

= poisson's ratio untuk stell

A

= lebar plate kompresi yang diinginkan

h

= tinggi gasket

(0,3m ) (1 m)

= 1/10 x Ht = 0,372 m t

= tebal reaktor = 0,3125 ( 0,0079375 m)

β

= ((3 x (1 - µ^2))/(r^2 x t^2))^1/4 =

13,542

maka : σsl = 34960,97743 kN/m2 = 6068,4971 psi


DUDDY & DEDY



V−61

5.7.5.3 Tekanan maksimum yang ditimbulkan σmax

= σsp + σsl = 6130,6265 psi

fbahan = 13750 psi (carbon stell SA 201 grade A) karena fbahan > σmax maka konstruksi shell sudah benar dan cukup kuat untuk menahan tekana akibat adanya tekanan dari dalam dan penyangga lug.

5.7.6 Penentuan tebal bearing plate horinsontal dan tebal plate gasset 5.7.6.1 Bending moment maksimum Bending moment sepanjang sumbu radikal dihitung berdasarkan pers. 10.3.5, Bhattacharyya, hal 174 : My

= (P/4 x π) x (1 - γ1)

dimana : My = bending moment sepanjang sumbu radikal P

= beban tekanan maksimum tiap lug = Plug = 232,01 kN

γ1

= konstanta = 0,35 (untuk b/1= 1,2 tabel 10.2, Bhattacharyya, hal 175)

maka: My

= 12,01 kN

Bending moment sepanjang sumbu lingkar dihitung berdasarkan pers 10.3.5, Bhattacharyya, hal 174 : Mx = (P/4 x π) x (µ - γ2) dimana : Mx = bending moment sepanjang sumbu lingkar P

= beban tekanan maksimum tiap lug = Plug


DUDDY & DEDY


= 232,01 γ2


V−62

kN

= konstanta = 0,115 (untuk b/1 =1,2 tabel 10.2, Bhattacharyya, hal 175)

µ maka :

Mx

= poisson's ratio ( 0,3 untuk baja) = 3,42 kN

karena My > Mx maka penentuan tebal plate horisontal berdasarkan My.

5.7.6.2 Tebal plate horisontal Dihitung berdasarkan pers 10.3.7, Bhattacrayya, hal 174 : thp dimana : thp

= (6 x Mmax/f)0,5 = tebal plate horisontal

Mmax = My = 12,007 kN f = stress yang diijinkan ( 13750 psi) = 87218,522 kN/m2 maka :

thp = 0,029 m

5.7.6.3 Tebal plate Gasset tg = 0,5 x thp = 0,014 m


DUDDY & DEDY



V−63

5.7.7 Perencanaan Kolom Penyangga Bentuk kolom : Beam Pemilihan spesifikasi beam dianggap benar apabila mampu menahan : * Beban konsentris aksial * Beban eksentrik * Beban stress dalam kolom karena beban angin kondisi ini ditunjukkan dengan pers 10.3.13, Bhattacharyya, hal 176:

P / x (P.a / z) + (Pw.(L x z) / 2.n ) + <1 tc fb

[ Pers. 10.3.1.3, Bhattacharya]

dimana : P

= beban kompresi aksial

Plug = 232,01 kN X

= cross sectional area = A = 0,0094 m2

fc

= allowable column stress = max 1500untuk L/rg antara 0 -60 (brownell & Young, hal 67) =120/ (1 + L2 / 18000 x rg2) untuk L/rg antara 60 - 200 (pers 10.3.9, Bhattacharyya, hal 175) = P/a untuk L/rg > 200 (pers 2.1, Brownell & Young, hal 19)

ft

= allowable flexural stress = 129276,47 kN/m2

a

= jarak kolom kedinding reaktor (lever arm karena bolt circle) = 1,255 in = 0,0319 m


DUDDY & DEDY



Z

= seksi modulus dari kolom

Pw

= beban tekanan karena angin = 4,230 kN

L

= panjang kolom = tinggi penyangga

V−64

= 3,5 m n

= jumlah lug = 4

rg

= least radius of gyraton dari kolom

Dari app G item 2, Brownell & Young, hal 354, dipilih spesifikasi beam sebagai berikut : * Section index

= 24 '' I B 18

* Ukuran nominal

= 24 x 7 7/8

*R

= 0,6 in ( 0,0152 m)

* Bobot per kaki

= 120 lbs (120 lb/ft) = 178,58 kg/m

* Luas penampang ( A) = 35,13 in2 = 0,0227 m2 * Kedalaman beam

= 24 in

(0,6096 m)

*Lebar flange

= 8,048 in (0,2044 m)

* Tebal flange rata-rata

= 1,102 in ( 0,028 m)

* Tebal web

= 0,798 in ( 0,0203 m)

* Aksis 1-1 : Momen inersi (П)

= 3010,8 in ( 0,001253 m)

seksi modulus (Z1-1)

= 250,9 in3 ( 0,004111 m3)

Radius of gyration (rg)

= 9,26 in (0,2352 m)

* Aksis 2-2 : Momen inersi (П)


= 84,9 in ( 0,00003534 m)

DUDDY & DEDY



seksi modulus (Z2-2)

= 21,1 in3 ( 0,0003458 m3)

Radius of gyration (rg)

= 1,56 in ( 0,0396 m)

V−65

Beban konsentris aksial (fc): Karena L/rg = 3,5/0,0396 = 88,384 berada diantara 60 - 200, maka berlaku pers 10.3.9, Bhattacharyya, hal 175 : fc = 120 / (1 + (L2 / 18000 x rg2 )) = 83,683 MN/m2 = 83682,97 kN/m2 Untuk menentukan apakah pemilihan beam sudah benar atau tidak, perlu dicek apakah cross section area yang dibutuhkan memenuhi atau tidak, dimana : X(cross section area pada beam) > P/fc X

=A = 0,0227 m2

P/fc

= 232,01/ 83682,97 = 0,00277 m2

Beban eksentrik (fec): Dihitung berdasarkan pers 10.98, Brownell & Young, hal 201: fec = (P x a) / Z1-1 = 1800,30 kN/m2


DUDDY & DEDY



V−66

Beban stress dalam kolom karena beban angin (fbend) Dihitung berdasarkan pers 10.99, Brownell & Young, hal 201 : fbend = [(Pw x L)/Z2-2]/(2 x n) = 5351,64 kN/m2

Beban total terhadap kolom (beam) [(P/X/fc) + ((P x a/ Z)+(Pw x L/2 x n x Z))/ft] = 0,177 ≤ 1 maka pemilihan beam sudah benar

5.7.8 Perencanaan bearing plate Bahan konstruksi plate: Carbon steel SA 201 grade A Luas kontak minimum antara bearing plate dengan pondasi Amin = Pc/fc

(brownell & Young, hal 201)

dimana : Amin = luas minimum daerah kontak bearing plate dengan pondasi. Pc = Maximum collomn load = Maksimum compression load + berat kolom = P + bobot per kaki = 232,007 + (3,5 x 178,5799

x 9,8) / 1000

= 238,1328167 kN fc

= Allowable compressive stress (dari tabel 10.1, Brownell & Young) = Dipilih semen dengan kandungan air 5 US gal/94 lb semen = 1400 psi = 9652,6428 kN/m2

Amin = Pc/fc = 0,02467022 m2


DUDDY & DEDY



V−67

ukuran beam yang digunakan= h x l = 24 x 8,048 ( 193,152 in2) direncanakan luas area bearing plate = 2 x 193,152 (386,304 in2) = 0,2492 m2 Ukuran bearing plate proporsional dengan ukuran beam dimana : Pbp/Lbp = Pb / Lb = 2,982107356 maka : Abp = Pbp x Lbp ↔ 386,304 = 2,982107356 x Lbp2 Lbp

= 11,38159075

Pbp

= 33,9411255

Tekanan Kompresif Maksimum Tekanan kompresif maksimum antara bearing plate dengan pondasi beton dihitung dengan pers 10.2.5, Bhattacharyya, hal 164 : σcmax

= (Wmax/A) + (Mw/Z)

dimana : Wmax = berat total reaktor = 780,068 kN Mw = bending moment akibat angin = 12,006 kN Z

= seksi modulus dari daerah A = Lbp x Pbp2 ( 13111,59254 in3) = 33,0344506 m3

A

= 0,2492 m3


DUDDY & DEDY



V−68

maka : σcmax = 3130,328 kN/m2

Tebal bearing plate t bp = L x (3 x fc max / fallow)0,5 dimana : fcmax = maximum compressive stress = σcmax = 3130,328 kN/m2 fallow = Allowable compressive stress = 1400

psi

= 9652,6428z kN/m2 L

= jarak overhang (serambi) terbesar dari beam ke tepi bearing plate = (Pbp-Pb)/2 = 4,970562748 in ( 0,126252294 m)

maka : tbp

= 0,124 m (4,90 in)

Uji kestabilan reaktor (kebutuhan pemasangan baut anchor pada bearing plate) berdasarkan pers 10.2.11, bhattacharyya, hal 166 : σc min = (Wmin/A)-(Mw/Z) dimana : Wwmin = berat reaktor kosong = 76844,0252 kg x 9,8 m/s2 = 753071,447 N = 753,0714 kN maka : σc min = 3021,92 kN/m2


DUDDY & DEDY



V−69

Untuk menjaga keamanan reaktor perlu di-anchored pada fondasi beton dengan anchor-bolt untuk mencegah over turning pada bending moment yang disebabkan oleh angin atau gempa. berdasarkan pers 10.2.13, bhattacharyya, hal166, harga beban pada 1bolt: Pbolt = σc min x a / N sehingga : Pbolt x N = σc min x A = 753,06 kN Dipilih bolt dengan spesifikasi sebagai berikut, dari tabel 12.3, brownell & young, hal 227 : * Bahan Carbon Steel SA-261 grade BO * Allowable stress, fab = 18750 psi (129276,4655 kN/m2) * Ukuran bolt,d = 1 1/4

in

* Root area, Ar = 1,155 in2 ( 0,00086 m2)

maka :

Pbolt x N = Ar x N x fab N = (Pbolt x N)/(fab x Ar) = (σcmin x A)/(fab x Ar) = 6,77 ≈ 7 buah anchor bolt per lug

jadi total bolt yang diperlukan, Ntotal = 2 x n = 14 buah anchor bolt


DUDDY & DEDY

BAB VI SPESIFIKASI PERALATAN

6.1 TANGKI 1 (T – 01) •

Fungsi

: Menyimpan paraffin sebagai bahan baku utama

•

Bentuk

: Silinder tegak dengan torispherical dish head dan flat bottom

•

Bahan

: SA-167 Grade 11 tipe 316

•

Jumlah

: 3 unit

•

Kondisi Operasi :

•

o Temperatur

= 30 oC

o Tekanan

= 1 atm

Dimensi

:

o Volume

= 296,71 m3 untuk 3 unit

o Diameter

= 5,7912 m (228 in )

o Tinggi

= 12,71 m

o Tebal

= 7/16 in



VI −2

6.2 TANGKI 2 (T – 02) •

Fungsi

: Menyimpan benzen (C6H6) sebagai bahan baku.

•

Bentuk

: Silinder Tegak dengan torispherical dish head dan flat bottom

•

Bahan


•

Jumlah

: 3 unit

•

Kondisi Operasi :

•

o Temperatur

= 30 oC

o Tekanan

= 1 atm

Ukuran

:

o Volume

= 153,96 m3 untuk 3 unit

o Diameter

= 6,096 m (240 in)

o Tinggi

= 7,165 m

o Tebal

= 3/8 in

6.3 HEAT EXCHANGER (HE) •

Fungsi

: Penukar panas antara keluaran bawah Reaktor Dehydrogenasi dalam fluida fasa gas dengan bahan baku n-parafin dari tengki (T-01) dalam fluida fasa cair

•

Jenis

: Horizontal Shell and Tube Heat Exchanger

•

Jenis aliran

: Counter Current

•

Bahan

: Stainless Steel SA – 167 grade 11 type 316

•

Jumlah

: 1 unit


DUDDY & DEDY



•

Beban Energi

•

Shell Side : Fluida panas (Aliran 02)

•

VI −3

: 17.131.064,500 kJ/jam

o Laju alir massa

: 20.785,68 kg/jam

o Temperatur masuk

: 30 oC

o Temperatur keluar

: 333,52 oC

o Diameter dalam

: 37 in

o Jarak Baffle

: 7,4 in

o Jumlah pass

: 6 passes

Tube Side : Fluida dingin (Aliran 06) o Laju alir massa

: 21.269,909 kg/jam

o Temperatur masuk

: 465,5 oC

o Temperatur keluar

: 206 oC

o Panjang

: 10 ft

o Diameter luar

: 1 in

o Diameter dalam

: 0,732 in

o BWG

: 10

o Jumlah

: 614 tube

o Ukuran Pitch

: 1,25 in

o Bentuk Pitch

: triangular

o Jumlah pass

: 6 passes


DUDDY & DEDY



VI −4

6.4 Fired Heater (F-01) •

Fungsi

: Untuk memanaskan umpan sekaligus merubah fase dari 333,52 o

C sampai dengan 465,5 oC

•

Jumlah

•

Tube pada bagian Radian

•

: 1 unit

o Laju alir massa

: 20.785,182 kg/jam

o Temperatur masuk

: 333,52 oC

o Temperatur keluar

: 465,5 oC

o Panjang

: 10,5 ft

o Diameter luar

: 4,5 in

o Diameter dalam

: 4,026 in

o Jumlah

: 12 tube

o Ukuran Pitch

: 9,5 in

o Bentuk Pitch

: triangular

Tube pada bagian konveksi, Ntc o Beban Energi

: 10943.787,481 kg/jam

o Temperatur masuk

: 333,52 oC

o Temperatur keluar

: 465,5 oC

o Panjang

: 10,5 ft

o Diameter luar

: 4,5 in

o Diameter dalam

: 4,026 in

o Jumlah

: 24 tube

o Ukuran Pitch

: 9,5 in

o Bentuk Pitch

: triangular


DUDDY & DEDY



VI −5

6.5 REAKTOR DEHYDROGENASI 1 (R-01) •

Fungsi

: Sebagai tempat bereaksi olefin dengan benzen yang akan membentuk LAB.

•

Tipe

: Fixed Bed Multi Tube Reactor

•

Jenis

: Stainles Steel SA-213 TP 321

•

Jumlah

: 1 unit

•

Tekanan awal

: 1 atm

•

DIMENSI REAKTOR o Volume

= 326,79 ft3

o Diameter

= 0,125 m

o Tinggi

= 5,54 m

o Tebal

= 0,25 in

o Tinggi Head = 0,48 m o Tebal Head •

•

= 0,25 in

Shell Side: F luida panas (Dowtherm A) o Laju alir massa

: 44.558,943 kg/jam

o Temperatur masuk

: 510 oC

o Temperatur keluar

: 470 oC

o Diameter dalam

: 58,86 in

o Jarak Baffle

: 9,180 in

o Jumlah pass

: 1 passes

Tube Side: Fluida dingin (Aliran 05) o Laju alir massa

: 21.269,91 kg/jam

o Temperatur masuk

: 465,5 oC


DUDDY & DEDY



o Temperatur keluar

: 465,5 oC

o Panjang

: 40 ft

o Diameter luar

: 1,5 in

o Diameter dalam

: 1,17 in

o BWG

: 10

o Jumlah

: 607 tube

o Ukuran Pitch

: 1,875 in

o Bentuk Pitch

: triangular

o Jumlah pass

: 6 passes

VI −6

6.6 KONDENSOR SUB COOLER (KD) •

Fungsi

: Untuk mendinginkan dan mengembunkan gas parafin, olefin sedangkan H2 tetap dalam keadaan gas

•

Tipe

: Horizontal Condenser.

•

Jenis

: Shell and Tube Heat Exchanger

•

Jenis aliran : Counter Current

•

Jumlah

•

Beban Energi

•

Shell Side : Fluida panas ( Aliran 6 )

: 1 unit. : 8.562.514,798 kJ/jam

o Laju alir massa

: 21.269,909 kg/jam

o Temperatur masuk

: 206,5oC

o Temperatur keluar

: 35 oC

o Diameter dalam

: 10 in


DUDDY & DEDY


•


o Jarak Baffle

: 3,30in

o Jumlah pass

: 4 passes

VI −7

Tube Side : Fluida Pendingin (dowtherm A ) o Laju alir massa

: 27.071,269 kg/jam

o Temperatur masuk

: 30 oC

o Temperatur keluar

: 200 oC

o Panjang

: 6 ft

o Diameter luar

: 3/4 in

o Diameter dalam

: 0,482 in

o BWG

: 10

o Jumlah

: 39,164

o Ukuran Pitch

: 1 in

o Bentuk Pitch

: triangular

o Jumlah pass

: 4 passes

6.7 SEPARATOR I (S-01) •

Fungsi

: Memisahkan campuran gas-cair yang keluar dari Kondensor Sub Cooler

•

Jenis

: Vertical Drum Vessel

•

Bahan

: Stainless Steel SA-167 Grade 11 tipe 316

•

Kondisi operasi :

•

o Tekanan

= 1 atm

o Temperatur

= 35 0C

Diameter vessel

= 1,723 m


DUDDY & DEDY


•

Tinggi

= 5,17 m

•

Tebal

= 5/16 in

•

Tinggi cairan

= 0,9576 m

•

Tinggi ruang uap = 5,1700 m

•

Jumlah


VI −8

= 1 buah

6.8 TANGKI 6 (T – 03) •

Fungsi

: Menyimpan produk Hydrogen yang berupa gas

•

Bentuk

: Sphrical (Bola)

•

Bahan

: SA-167 Grade 3 tipe 304.

•

Jumlah

: 1 unit

•

Kondisi Operasi :

•

o Temperatur

= 35 oC

o Tekanan

= 1 atm

Dimensi

:

o Volume

= 130.62 m3

o Diameter

= 3,417 m

o Tebal

= 1/5 in

6.9 HEATER I (H-01) •

Fungsi

: Untuk memanaskan produk bahan hasil pencampuran

•

Jenis


•

Jenis aliran

: Counter Current


DUDDY & DEDY



•

Bahan

: Stainless Steel SA –167 Grade 11 tipe 316

•

Jumlah

: 1 unit

•

Beban Energi

: 6.028.997,760 kJ/jam

•

Shell Side : Fluida Pendingin ( Aliran 5 )

•

o Laju alir massa

: 66285.8095 kg/jam

o Temperatur masuk

: 40,96 oC

o Temperatur keluar

: 140 oC

o Diameter dalam

: 12 in

o Jarak Baffle

: 4 in

o Jumlah pass

: 1 passes

VI −9

Tube Side : Fluida panas (dowtherm A ) o Laju alir massa

: 26456.1521kg/jam

o Temperatur masuk

: 510 oC

o Temperatur keluar

: 470 oC

o Panjang

: 10 ft

o Diameter luar

: 3/4 in

o Diameter dalam

: 0,0402 in

o BWG

: 10

o Jumlah

: 78

o Ukuran Pitch

: 1in

o Bentuk Pitch

: triangular

o Jumlah passes

: 2 passes


DUDDY & DEDY



VI −10

6.10. REAKTOR ALKYLASI 2 (R-02) •

Fungsi

: Tempat pembuatan olefin dari paraffin dengan proses dehidrogenasi

•

Tipe


•

Jenis

: Stainles Steel SA-213 TP 321

•

Jumlah

: 1 unit

•

Tekanan awal

: 4 atm (58,80 psi)

•

DIMENSI REAKTOR o Volume

= 7.775 m3

o Diameter

= 1.5 m

o Tinggi

= 24.004 m

o Tebal

= 0,13 in

o Tinggi Head = 16.7 m o Tebal Head

= 0,875 in

•

Beban pendingin = 4.050.892,881 kJ/jam

•

Shell Side (pendingin dowtherm A)

•

o Laju alir massa

: 5.793,85 kg/jam

o Temperatur masuk

: 30 oC

o Temperatur keluar

: 50 oC

o Diameter dalam

: 84,149 in

o Jarak Baffle

: 42,074 in

o Jumlah pass

: 1 passes

Tube Side : Fluida panas (Aliran 17) o Laju alir massa

: 26.456,15 kg/jam


DUDDY & DEDY


•

•


o Temperatur masuk

: 140 oC

o Temperatur keluar

: 140 oC

o Panjang

: 21,25 ft

o Diameter luar

: 1,5 in

o Diameter dalam

: 84.149 in

o BWG

: 10

o Jumlah

: 1.253 tube

o Ukuran Pitch

: 1.875 in

o Bentuk Pitch

: triangular

o Jumlah pass

: 1 passes

VI −11

Spesifikasi NOOZLE o Nozzle Aliran Pendingin

: 4 in

o Noozle untuk aliran gas

: 2 in

o Tebal pipa noozle aliran gas

: 0,120 in

o Tebal pipa noozle aliran pemanas

: 0,250 in

Spesifikasi ISOLASI o Tebal pipa noozle aliran gas

: 0,170 cm

6.11. EXVANDER VALVE (EV) •

Fungsi

: Menurunkan tekanan bahan yang keluar dari Reaktor Alkylasi

•

Jenis

: Gate valve

•

Laju alir

: 26.456,152 kg/jam


DUDDY & DEDY



•

Tekanan awal

: 4 atm

•

Tekanan akhir

: 1,5 atm

•

Jumlah valve

: 6 valve

VI −12

6.12. HEATER 2 (H-02) •

Fungsi

: Untuk memanaskan paraffin, benzen, LAB, dan heavy Alkylat

•

Jenis

: Double Pipe Heat Exchanger

•

Jenis aliran

: Counter Current

•

Bahan


•

Jumlah

: 1 unit

•

Beban Energi

: 207.836,034 kJ/jam

•

Shell Side : fluidadingin bahan yang keluar dari reaktor Alkylasi ( Aliran 19 )

•

o Laju alir massa

: 6054,2027 kg/jam

o Temperatur masuk

: 140 oC

o Temperatur keluar

: 143,3 oC

o IPS

: 1 in

o Diameter dalam

: 1,049 in

o Diameter luar

: 1,320 in

Tube Side : Fluida Pendingin (air pendingin ) o Laju alir massa

: 1.648.841 kg/jam

o Temperatur masuk

: 510 oC

o Temperatur keluar

: 470 oC


DUDDY & DEDY



o Panjang

: 8 ft

o Diameter luar

: 0,8400 in

o Diameter dalam

: 0,6220 in

o IPS

: 2 in

o Jumlah Hairpin

:1

VI −13

6.13. STRIPPER 1 (ST-01) •

Fungsi

: Memisahkan produk Benzen dari komponen parafin, LAB dan heavy alkilat berdasarkan perbedaaan daya penguapan (perbedaan titik didih)

•

Bentuk

: Silinder vertical dengan tutup toryspherical (Flange and dished head)

•

Bahan

: Carbon steel ASME SA-283 grade C ( Brownell & Young, table 13.1, hal. 251).

•

Jumlah

: 1 unit

•

Jenis

: Sieve tray

•

Kondisi Operasi :

•

o Temperatur

= 143,27 oC

o Tekanan

= 1,5 atm

Dimensi

:

o Diameter atas kolom

: 0.6688 m

o Diameter bawah kolom

: 0.8434 m

o Tinggi kolom

: 10.2232 m

o Jumlah plate

: 22 plate


DUDDY & DEDY



o Feed plate

: Plate ke 14 dari bagian atas

o Jumlah plate atas kolom

:9

o Jumlah plate bawah kolom

: 14

o Tebal kolom

: 0,25 in

VI −14

6.14. KONDENSER KOLOM STRIPER 1 ( Ks – 01 ) •

Fungsi

: Mengembunkan fraksi atas Kolom Striper 1.

•

Tipe

: Horizontal Co ndenser.

•

Jenis


•

Jenis aliran

: Counter Current

•

Jumlah

: 1 unit.

•

Beban Energi

: 7284808.6165 kJ/jam

•

Shell Side : Fluida pendingin (Dowtherm A)

•

o Laju alir massa

: 3783.0128 kg/jam

o Temperatur masuk

: 30 oC

o Temperatur keluar

: 80 oC

o Diameter dalam

: 23,25 in

o Jarak Baffle

: 1 in

o Jumlah pass

: 1 passes

Tube Side : Fluida Panas (Aliran 21) o Laju alir massa

: 18446.396 kg/jam

o Temperatur masuk

: 82.8241oC

o Temperatur keluar

: 82.8241 oC

o Panjang

: 6 ft


DUDDY & DEDY



o Diameter luar

: 3/4 in

o BWG

: 10

o Jumlah

: 442

o Ukuran Pitch

: 0.9375 in

o Bentuk Pitch

: square

o Jumlah pass

: 1 passes

6.15.

VI −15

REBOILER 1 (Rb – 01)

•

Fungsi

: Menguapkan sebagian cairan fraksi bawah kolom striper 1

•

Jenis


•

Jumlah

: 1 unit

•

Bahan

: Stainless Steel SA – 240 grade M type 316

•

Beban Energi

: 6900557.9906 kJ/jam

•

Shell Side

: Fluida dingin ( Aliran 23)

•

o Laju alir massa

: 6009.3382 kg/jam

o Temperatur masuk

: 650.2790oC

o Temperatur keluar

: 659.4788 oC

o Diameter dalam

: 17.25 in

o Jarak Baffle

: 1.25 in

o Jumlah pass

: 2 passes

Tube Side : Fluida panas (uap dowtherm A ) o Laju alir massa

: 75868.1771 kg/jam

o Temperatur masuk

: 510oC


DUDDY & DEDY



o Temperatur keluar

: 470oC

o Panjang

: 12 ft

o Diameter luar

: 1 in

o Diameter dalam

: 0,704 in

o BWG

:9

o Jumlah

: 316

o Ukuran Pitch

: 1,25 in

o Bentuk Pitch

: triangular

o Jumlah pass

: 2 passes

VI −16

6.16. STRIPPER 2 (ST-02) •

Fungsi

: Memisahkan produk parafin dari komponen LAB dan heavy alkilat berdasarkan perbedaaan daya penguapan (perbedaan titik didih)

•

Bentuk


•

Bahan


•

Jumlah

: 1 unit

•

Jenis

: Sieve tray

•

Dimensi

:

o Diameter atas kolom

: 1.3314 m

o Diameter bawah kolom

: 1.3523 m


DUDDY & DEDY



o Tinggi kolom

: 11.5336 m

o Jumlah plate

: 12 plate

o Feed plate



: 12

o Jumlah plate bawah kolom

: 12

o Tebal kolom

: 0,3125 in

VI −17

6.17. KONDENSER KOLOM STRIPER 2 ( Ks – 02 ) •

Fungsi


•

Tipe


•

Jenis


•

Jenis aliran

: Counter Current

•

Beban Energi

: 7284808.6165 kJ/jam

•

Shell Side : Fluida pendingin (Dowtherm A)

•

o Laju alir massa

: 16663.8011 kg/jam

o Temperatur masuk

: 30 oC

o Temperatur keluar

: 130 oC

o Diameter dalam

: 15,25 in

o Jarak Baffle

: 1 in

o Jumlah pass

: 1 passes

Tube Side : Fluida Panas (Aliran 21) o Laju alir massa

: 40289.739 kg/jam

o Temperatur masuk

: 220.9896oC


DUDDY & DEDY



o Temperatur keluar

: 220.9896 oC

o Panjang

: 10 ft

o Diameter luar

: 3/4 in

o BWG

: 10

o Jumlah

: 151

o Ukuran Pitch

: 1 in

o Bentuk Pitch

: square

o Jumlah pass

: 1 passes

6.18.

VI −18


•

Fungsi

: Menguapkan sebagian cairan fraksi bawah kolom striper 2

•

Jenis


•

Jumlah

: 1 unit

•

Bahan


•

Beban Energi

: 6900557.9906 kJ/jam

•

Shell Side

: Fluida dingin ( Aliran 23)

•

o Laju alir massa

: 6009.3382 kg/jam

o Temperatur masuk

: 650.2790oC

o Temperatur keluar

: 659.4788 oC

o Diameter dalam

: 17.25 in

o Jarak Baffle

: 1.25 in

o Jumlah pass

: 2 passes

Tube Side : Fluida panas (uap dowtherm A )


DUDDY & DEDY



o Laju alir massa

: 75868.1771 kg/jam

o Temperatur masuk

: 510oC

o Temperatur keluar

: 470oC

o Panjang

: 12 ft

o Diameter luar

: 1 in

o Diameter dalam

: 0,704 in

o BWG

:9

o Jumlah

: 316

o Ukuran Pitch

: 1,25 in

o Bentuk Pitch

: triangular

o Jumlah pass

: 2 passes

VI −19

6.19. COOLER I (CO-01) •

Fungsi

: untuk menurunkan temperatur bahan Parafin dari 219,43 o

C sampai 31 oC

•

Jenis


•

Jenis aliran

: Counter Current

•

Bahan


•

Jumlah

: 1 unit

•

Beban Energi

: 8696017.26 kJ/jam

•

Shell Side : Fluida dingin ; (Dowherm A ) o Laju alir massa

: 53660.76 kg/jam

o Temperatur masuk

: 30 oC

o Temperatur keluar

: 120 oC


DUDDY & DEDY


•


o Diameter dalam

: 39 in

o Jarak Baffle

: 0.94 in

o Jumlah pass

: 8 passes

VI −20

Tube Side : Fluida Panas ; paraffin (Aliran 5) o Laju alir massa

: 16589.04 kg/jam

o Temperatur masuk

: 221 oC

o Temperatur keluar

: 35 oC

o Panjang

: 20 ft

o Diameter luar

: 3/4 in

o Diameter dalam

: 0,0402 in

o BWG

: 10

o Jumlah

: 1258

o Ukuran Pitch

: 0.94 in

o Bentuk Pitch

: triangular

o Jumlah passes

: 8 passes

6.20. STRIPPER 3 (ST-03) •

Fungsi

: Memisahkan produk LAB dari komponen heavy alkilat berdasarkan perbedaaan daya penguapan (perbedaan titik didih)

•

Bentuk


•

Bahan



DUDDY & DEDY


•

Jumlah

: 1 unit

•

Jenis

: Sieve tray

•

Kondisi Operasi :

•

o Temperatur

= 348,60 oC

o Tekanan

= 1,5 atm

Dimensi

:


o Diameter kolom atas

: 1,1215m

o Diameter kolom bawah

: 1,1581 m

o Tinggi kolom

: 12.3731 m

o Jumlah plate

: 32 plate

o Feed plate



: 23 in

VI −21

o Jumlah plate bawah kolom : 10 in o Tebal kolom

: 0.25 in

6.21. KONDENSER KOLOM STRIPER 3 ( Ks – 03) •

Fungsi


•

Tipe


•

Jenis


•

Jenis aliran

: Counter Current

•

Bahan


•

Jumlah

: 1 unit.

•

Beban Energi

: 2074898.5241 kJ/jam


DUDDY & DEDY


•

•


VI −22

Shell Side : Fluida pendingin (Dowtherm A) o Laju alir massa

: 5609.3422 kg/jam

o Temperatur masuk

: 30 oC

o Temperatur keluar

: 200 oC

o Diameter dalam

: 8 in

o Jarak Baffle

: 0.9375 in

o Jumlah pass

: 4 passes

Tube Side : Fluida Peemanas (Aliran 26) o Laju alir massa

: 6560.005 kg/jam

o Temperatur masuk

: 327.9603 oC

o Temperatur keluar

: 327.9603 oC

o Panjang

: 12 ft

o Diameter luar

: 3/4 in

o Diameter dalam

: 0,4820 in

o BWG

: 10

o Jumlah

: 26

o Ukuran Pitch

: 1 in

o Bentuk Pitch

: squre

o Jumlah pass

: 4 passes

6.22.


•

Fungsi

: Memanaskan sebagian komponen bawah kolom striper 3

•

Jenis


•

Jumlah

: 1 unit


DUDDY & DEDY



•

Bahan


•

Beban Energi

: 954578.7045 kJ/jam

•

Shell Side : Fluida dingin ( Aliran 16)

•

o Laju alir massa

: 399.9960 kg/jam

o Temperatur masuk

: 659.1854 oC

o Temperatur keluar

: 660.3860 oC

o Diameter dalam

: 8 in

o Jarak Baffle

: 1.25 in

o Jumlah pass

: 1 passes

VI −23

Tube Side : Fluida panas (uap dowtherm A ) o Laju alir massa

: 10495.1145 kg/jam

o Temperatur masuk

: 510oC

o Temperatur keluar

: 470oC

o Panjang

: 10 ft

o Diameter luar

: 1 in

o Diameter dalam

: 0,704 in

o BWG

:9

o Jumlah

: 21

o Ukuran Pitch

: 1,25 in

o Bentuk Pitch

: triangular

o Jumlah pass

: 1 passes


DUDDY & DEDY



VI −24

6.23. COOLER 2 (CO-02) •

Fungsi

: untuk menurunkan temperatur bahan LAB dari 327 oC sampai 45 oC

•

Jenis


•

Jenis aliran

: Counter Current

•

Bahan


•

Jumlah

: 1 unit

•

Beban Energi

: 4074820.18 kJ/jam

•

Annulus : Fluida dingin ; (Dowherm A )

•

o Laju alir massa

: 12882.96 kg/jam

o Temperatur masuk

: 30 oC

o Temperatur keluar

: 200 oC

o Diameter dalam

: 21.25 in

Tube Side : Fluida Panas ; paraffin (Aliran 33) o Laju alir massa

: 5.647,68 kg/jam

o Temperatur masuk

: 328 oC

o Temperatur keluar

: 45 oC

o Panjang

: 20 ft

o Diameter luar

: 0.75 in

o Diameter dalam

: 0.482 in

6.24. TANGKI PENYIMPAN HEAVY ALKYLAT (T-05) •

Fungsi

: Menyimpan heavy Alkylat Sebagai produk samping

•

Bentuk

: Silinder Tegak dengan torispherical dish head dan flat


DUDDY & DEDY



VI −25

bottom •

Bahan


•

Jumlah

: 1 unit

•

Kondisi Operasi :

•

o Temperatur

= 30 oC

o Tekanan

= 1 atm

Dimensi

:

o Volume

= 99.686 m3

o Diameter

= 5.025 in

o Tinggi

= 5,025 m termasuk tinggi Head

o Tebal

= 7/8 in

C.25. TANGKI PENYIMPAN SO3 (Sulfur Trioxide) (T-03) •

Fungsi

: Untuk menyimpan bahan baku SO3 (Sulfur Trioxide) .

•

Jenis

: Silinder Tegak berdasar rata dan beratap torispherical Head Tanpa pengaduk (Brownell & Young, hal 3)

•

Bahan

: Stainless Steel SA-167 grade 11 tipe 316.

•

Jumlah

: 1 unit

•

Kondisi Operasi :

•

o Temperatur

= 30 oC

o Tekanan

= 1 atm

Dimensi

:

o Volume

= 211.287

o Diameter

= 5.127 in


m3

DUDDY & DEDY



o Tinggi

= 10.255 m termasuk tinggi Head

o Tebal

= 7/8 in

VI −26

C.26. VAPORIZER (V-01) •

Fungsi

: untuk menguapkan SO3 dan menaikan temperatur dari 30oC menjadi 45oC

•

Jenis


•

Bahan


•

Jumlah

: 1 buah.

•

Beban Energi

•

Annulus : Fluida dingin ; (SO3) (pada aliran 42)

•

: 53078,0635 kJ/jam

o Laju alir massa

: 1.891,74 kg/jam

o Temperatur masuk

: 30 oC

o Temperatur keluar

: 45 oC

o IPS

:1

o Diameter dalam

: 1,049 in

o Diameter luar

: 1,320 in

Inner Pipe Panas ; (Dowtherm A) o Laju alir massa

: 583,567 kg/jam

o Temperatur masuk

: 500 oC

o Temperatur keluar

: 470 oC

o IPS

: 1/2

o Diameter luar

: 0,84 in

o Diameter dalam

: 0,62 in


DUDDY & DEDY



o Panjang

: 8 ft

o Jumlah Hairpin :

:1

VI −27

6.27. SEPARATOR 2 (S-02) •

Fungsi

: Memisahkan campuran gas-cair yang keluar dari Reaktor Sulfonasi.

•

Jenis


•

Bahan


•

Kondisi operasi : o Tekanan

= 1 atm

o Temperatur

= 45 0C

•

Diameter vessel

= 0,989 m

•

Tinggi

= 3,33 m

•

Tebal

= 3/8 in

•

Tinggi cairan

= 1,4794 m

•

Tinggi ruang uap = 0,420 m

•

Jumlah

= 1 buah

6.27. Kompresor II (K– 02) •

Fungsi : mengalirkan fluida gas parafin dan olefin dari fired heater ke reaktor dehidogenasi pada aliran 4

•

Jenis

: single stage isothermal compressor

•

Jumlah

: 1 unit

•

Tekanan masuk

= 1 atm


DUDDY & DEDY


•

Tekanan keluar

•

Daya Kompressor = 76 Hp


VI −28

= 1 atm

6.16.1 POMPA I (P-01) •

Fungsi

: Memompa bahan baku parafin dari tangki penampungan

•

Jenis

: sentrifugal

•

Jumlah

: 1 buah

•

Diameter pipa

: 1,25 in

•

Debit

: 0,4444 ft3/detik

•

OD

: 6,625 in

•

ID

: 6,065 in

•

Panjang pipa

: 12.1336 m

•

Daya motor

: 1 Hp


DUDDY & DEDY

BAB VII UTILITAS

Unit penunjang produksi (utilitas) adalah unit yang berperan sangat penting dalam menunjang kelancaran pengoprasian suatu pabrik yang meliputi : 1. Penyediaan Dowtherm A (sebagai pendingin dan pemanas) 2. Penyediaan Air 3. Penyediaan Tenaga Listrik 4. Penyediaan Transportasi 5. Penyediaan Bahan Bakar (solar)

7.1

PENYEDIAAN DOWTHERM A (SEBAGAI PEMANAS DAN PENDINGIN)

Kebutuhan Dowtherm A sebagai media pemanas dan pendingin diperoleh dari Dow Chemical Company, AS.

7.2

PENYEDIAAN AIR

Kebutuhan air dalam pabrik hanya digunakan untuk kebutuhan sehari-hari (kebutuhan domestik) Kebutuhan air domestik dalam pabrik ini terdiri dari kebutuhan : o Air minum o Air untuk keperluan mandi, cuci, dan kakus


UTILITAS

VII−2

o Air untuk keperluan lingkungan (pembersihan lingkungan pabrik, penyiraman tanaman, dan lain-lain) dan keperluan laboratorium. Total kebutuhan air domestik dalam pabrik ini sebesar 54,46kg/jam.

7.2.1 Unit Pengolahan Air Untuk memperoleh air yang memenuhi syarat untuk keperluan penyediaan air domestik maka dilakukan pengolahan baik secara fisik maupun kimia. Unit pengolahan air di pabrik Linear Alkyl Benzen Sulfhonat Acid (HLAS) ini mengambil raw water dari sungai dengan kapasitas 2,74 m3/jam. Pengolahan air sungai di pabrik ini secara umum terdiri dari tahap-tahap sebagai berikut : 1. Penyaringan 2. Koagulasi dan Flokulasi 3. Pengendapan 4. Filtrasi 5. Demineralisasi (Pelunakan) 6. Klorinasi

Skema proses pengolahan air sungai yang diambil dari

sungai cijalu

majenang - Cilacap, ( jawa tengah ) di pabrik ini dapat digambarkan sebagai


DUDDY & DEDY


UTILITAS

VII−3

berikut

Air sungai

Screen

Reservoir

Bak Pengaduk Cepat

Tangki Demineralisasi

Bak air proses

Bak Pengendap I Bak Bak Air Domestik

Bak Khlorinasi

Air Bersih

Bak Pengendap II

Tangki Filtrasi Gambar 7.1. Diagram Alir Proses Pengolahan Air Sungai

7.2.1.1 Tahap Penyaringan Penyaringan menggunakan alat Coarse and Fine Screen yang berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran berukuran besar yang terbawa dalam aliran air sungai. Air yang telah disaring tersebut kemudian ditampung dalam reservoir.

7.2.1.2 Tahap Koagulasi dan Flokulasi Dalam tahap ini, ditambahkan Al2(SO4)3 atau asam sulfat yang berfungsi sebagai koagulan ke dalam bak pengadukan cepat. Pada tahap ini disertai dengan pengadukan sehingga terbentuk flok-flok dengan ukuran yang lebih besar, yang kemudian akan dialirkan ke bak pengendap. Pada Bak Pengendap ditambahkan Polyelektrolit sebagai flokulan yang mempercepat proses pengendapan Tujuan


DUDDY & DEDY


UTILITAS

VII−4

dari tahap ini adalah untuk membersihkan air dari partikel-partikel pengotor yang berukuran kecil seperti koloid (penyebab kekeruhan air) dengan cara pembentukan flok-flok atau partikel yang lebih besar sehingga lebih mudah dan lebih cepat diendapkan.

7.2.1.3 Tahap Pengendapan Air yang berasal dari Bak Pengadukan Cepat dengan flok yang telah terbentuk didalamnya, dialirkan secara overflow ke Bak Pengendap yang berlangsung di Bak Pengendap I dan Bak Pengendap II, untuk mengendapkan flok-flok yang belum terendapkan dalam bak sebelumnya. Oleh karena itu, waktu tinggal di Bak Pengendap lebih lama daripada dalam bak pengadukan cepat karena flok-flok tersebut memiliki ukuran yang lebih kecil sehingga memerlukan waktu yang lebih lama untuk mengendap secara gravitasi.

7.2.1.4 Tahap Filtrasi Tahap ini merupakan tahap penyempurnaan dari tahap sebelumnya, dimana air dipompa dari bak pengendap ke tangki filtrasi yang bertujuan untuk menyaring partikel-partikel padat tersuspensi yang berukuran relatif kecil yang belum mengendap pada tahap sebelumnya. Alat yang digunakan adalah saringan pasir (sand filter) dengan media penyaring yang terdiri dari pasir dan kerikil. Air yang keluar dari tangki ini akan ditampung dalam tangki penampung air bersih untuk kemudian dialirkan ke tangki demineralisasi dan tangki klorinasi.


DUDDY & DEDY


UTILITAS

VII−5

7.2.1.5 Tahap Demineralisasi (Pelunakan) Proses Demineralisasi bertujuan untuk menghilangkan mineral-mineral yang tidak dikehendaki dalam air yang akan digunakan sebagai umpan pada stabilizer

water.

Mineral-mineral

tersebut

harus

dihilangkan

karena

mengakibatkan kualitas produk yang dihasilkan kurang baik, tidak memenuhi standar yang diinginkan. Mineral-mineral yang tidak dikehendaki itu berupa ion positif seperti Ca2+, Mg2+, dan Na+ serta ion negatif seperti Cl-, SO42- dan PO42-. Untuk menyerap ion positif digunakan resin kationik yang diletakkan dalam kation exchanger. Reaksi yang terjadi adalah : RH + Ka+

RKa + H+

Dalam reaksi ini, Ka adalah kation. Bila resin telah jenuh, maka perlu diaktifkan kembali dengan Asam Sulfat 2 % dan 4 % untuk penyempurnaan. Reaksi pengaktifan kembali adalah sebagai berikut : RKa + H+

RH + Ka+

Untuk menyerap ion negatif digunakan resin anionik yang diletakkan dalam anion exchanger. Reaksi yang terjadi adalah : ROH + A-

RA + OH-

Dalam reaksi ini, A adalah anion. Bila resin telah jenuh, maka perlu diaktifkan kembali dengan larutan NaOH 4 % untuk penyempurnaan. Reaksi pengaktifan kembali adalah sebagai berikut : R + OH-

ROH + A-

Air hasil demineralisasi kemudian ditampung dalam tangki air hasil demineralisasi untuk kemudian dialirkan ke bak air proses untuk umpan pada stabilizer water.


DUDDY & DEDY


UTILITAS

VII−6

7.2.1.6 Air Proses Air dalam pabrik ini digunakan sebagai penunjang terjadinya proses produksi. Dalam pabrik Linear Alkyl Benzen Sulfonate Acid (HLAS), air ini digunakan sebagai umpan pada satbilizer water, dimana H2O akan bereaksi dengan SO3 sehingga membentuk H2SO4 yang sesuai dengan komposisi produk yang diinginkan.. Semua kebutuhan air tersebut diperoleh dari unit utilitas yang mengolah air menjadi air bersih dan ditampung di tangki penampung air proses.

7.2.1.7 Tahap Klorinasi Dalam tahap ini, ditambahkan Kaporit / klorin sebagai desinfektan dan zat Kapur sebagai pengatur derajat keasaman Proses Klorinasi bertujuan untuk membunuh mikroorganisme, menghilangkan rasa dan bau dari air yang akan digunakan sebagai air domestik.

7.2.2 Spesifikasi Peralatan Unit Pengolahan Air 1. Screen (SC) Fungsi

: menyaring benda-benda pengotor yang berukuran besar seperti : plastik, sampah, ranting pohon, daun, dan sebagainya yang terbawa aliran sungai.

Ukuran screen

:2mx3m

Ukuran lubang

: 1 cm x 1 cm

Bahan Konstruksi

: Besi


DUDDY & DEDY


UTILITAS

VII−7

2. Bak Penampung (Reservoir) (BP – 01) Fungsi

: Menampung

air

sungai

yang keluar dari

penyaringan. Bentuk

: Empat persegi panjang

Bahan konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 12 jam

Ukuran bak

:P

= 6,511 m

L

= 4,340 m

T

= 2,170 m

3. Bak Pengadukan Cepat (BP – 02) Fungsi

: Menggumpalkan partikel-partikel pengotor yang ada di dalam air dengan penambahan koagulan

Bentuk


Bahan konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 60 menit

Ukuran bak

:P

= 2,844 m

L

= 1,419 m

T

= 1,896 m

4. Bak Pengendap I (BP – 03) Fungsi

: Mengendapkan gumpalan-gumpalan yang lebih besar dari bak pengadukan cepat.

Bentuk


Bahan konstruksi

: Beton


DUDDY & DEDY


UTILITAS

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 4 jam

Ukuran bak

:P

= 3,029 m

L

= 2,019 m

T

= 3,048 m

VII−8

5. Bak Pengendap II (BP – 04) Fungsi

: Mengendapkan gumpalan-gumpalan yang lebih kecil dari bak pengendap I.

Bentuk


Bahan konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 4 jam

Ukuran bak

:P

= 3,409 m

L

= 1,705 m

T

= 3,048 m

6. Tangki Filtrasi (TF) Fungsi

: Untuk menyaring partikel-partikel halus yang masih tersisa dalam air yang berasal dari bak pengendap II.

Bentuk

: Tangki silinder vertikal

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA 283 Grade C

Jumlah

: 1 unit

Diameter

: 0,3022 m

Tinggi

: 3,429 m


DUDDY & DEDY


Tebal

UTILITAS

VII−9

: 0,312in

7. Bak Penampung Air Bersih (BP – 05) Fungsi

: Menampung air yang keluar dari bak filtrasi..

Bentuk


Bahan konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 1 jam

Ukuran bak

:P

=

2,655 m

L

=

1,7705 m

T

=

1,473 m

8. Tangki Demineralisasi (TD – 01) Fungsi

: Menghilangkan kesadahan air dengan resin penukar ion

Bentuk

: Tangki silinder tegak

Bahan konstruksi


Jenis resin

: Mixed cation and strong base anion

Volume resin

: 0,003 m3

Volume tangki

: 0,017 m3

Tinggi tangki

: 12 m

Diameter tangki

: 0,047 m

9. Bak Klorinasi (BK) Fungsi

: Menambahkan CaOCl2 ke air agar bebas dari bakteri

Bentuk


Bahan Konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 1 jam


DUDDY & DEDY


Ukuran bak

UTILITAS

:P

= 2,484 m

L

= 1,655 m

T

= 0,8278 m

VII−10

10. Bak Air Domestik (BP – 09) Fungsi

: Menampung air Domestik.

Bentuk


Bahan Konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 1 jam

Dimensi Bak Air Domestik sama dengan dimensi Bak Klorinasi 11. Pompa Dowtherm A (PU) Jenis

: Setrifugal Pump

Jumlah

:2

Daya pompa utilitas, dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 7.1. Spesifikasi Pompa Utilitas Kode

Fungsi memompa air dari

Daya, HP

PU-01

sungai → reservoir

PU-02

Reservoir → Bak pengadukan cepat

0,5

PU-03

Bak pengadukan cepat → Bak pengendap I

0,5

PU-04

Bak pengendap I → bak pengendap II

0,5

PU-05

Bak pengendap II → Tangki filtrasi

0,5

PU-06

Bak filtrasi → Bak air bersih

0,5

PU-07

Bak air bersih → Bak klorinasi

0,5

PU-08

Bak klorinasi → Bak air domestik

0,5

PU-09

Bak air bersih → Tangki Deminerlisasi

0,5

PU-10

Tangki Deminerlisasi → Bak air proses sabilizer water

0,5


0,5000

DUDDY & DEDY


PU-11

Bak air prosesi → unit proses (stabilizer wather)

PU-12

Memompa Dowtherm A dari tangki penyimpanan

UTILITAS

VII−11 0,5 46,024

untuk di panaskan dalam furnace sekaligus ke unit proses PU-13


98,049

ke unit proses, sekaligus ke refrigeration system Total

7.3

149,573

PENYEDIAAN TENAGA LISTRIK Tenaga listrik dalam pabrik digunakan untuk penggerak motor pabrik,

penggerak motor utilitas, perbengkelan, laboratorium, instrumentasi dan sarana umum (penerangan, pendingin ruangan, komunikasi dan perkantoran). Tenaga listrik ini dapat diperoleh dari : 1. Perusahaan Listrik Negara (PLN) 2. Generator Diesel (Darurat) Kebutuhan listrik untuk lingkungan pabrik dan unit utilitas dipenuhi oleh PLN sedangkan Generator Diesel digunakan bila terjadi pemadaman listrik secara mendadak. Suplai untuk listrik dari PLN sebesar 3362 kW/jam, suplai untuk listrik cadangan digunakan generator dengan kapasitas sebesar 3362 kW/jam sebanyak 2 unit.


DUDDY & DEDY


7.4

UTILITAS

VII−12

PENYEDIAAN TRANSPORTASI Transportasi merupakan sarana yang diperlukan untuk karyawan dan

pendistribusian produk dan pengangkutan bahan baku. Untuk keperluan pendistribusian produk dan pengangkutan bahan baku digunakan truk dan forklift, untuk keperluan operasional digunakan mobil dinas dan bus karyawan. Bahan bakar solar yang digunakan untuk truk pengangkut dan kendaraan operasional kira-kira sebanyak 1000 L/hari.

7.5

PENYEDIAAN BAHAN BAKAR Bahan bakar dalam pabrik ini digunakan untuk memanskan dowthrem A

di dalam furnace, Generator diesel, kendaraan operasional dan truk pengangkut. Bahan bakar yang dipakai adalah solar yang dihasilkan oleh PERTAMINA. Bahan bakar yang digunakan untuk keperluan tersebut sebanyak 1.243.354,49 L/bulan.

7.4.1 Perancangan Tangki Bahan Bakar Fungsi

: Menampung bahan bakar solar

Bentuk

: Tangki silinder tegak berdasar rata beratap flanged and dished heads

Bahan

: Carbon Steel SA- 285 grade C

Jumlah

: 3 unit

Kapasitas : 518,06 m3 Ukuran

: Diameter (ID)

= 3,7093 m

Tebal head (th)

= 5/16 in

Tinggi head (Hh)

= 1,3502 m


DUDDY & DEDY


Tinggi tangki (H)

UTILITAS

VII−13

= 6,836 m

7.4.1 Tangki untuk penyimpanan bahan baku dowtherm A Fungsi

: menampung bahan baku dowtherm A pada saat pembelian sekaligus make up Dowtherm A sebagai pemanas maupun pendingin per5tahun

Jenis


Bahan


Jumlah

: 3 unit

Kapasitas : 160,40 m3 Ukuran

: Diameter (ID)

= 5,483 m

Tebal head (th)

= 5/16 in

Tinggi head (Hh)

= 1,3502 m

Tinggi tangki (H)

= 6,836 m


DUDDY & DEDY

BAB VIII TATA LETAK PABRIK

8.1

Tata Letak Pabrik Tata letak bangunan dalam suatu pabrik merupakan bagian dari

perancangan pabrik yang perlu diperhatikan. Adapun tujuan dari pengaturan tata letak pabrik adalah untuk menjamin kelancaran proses produksi dengan baik dan efisien, menjaga keselamatan kerja para keryawannya dan menjaga keamanan dari pabrik tersebut. Jalannya aliran proses dan aktivitas dari para pekerja yang ada merupakan dasar pertimbangan dalam pengaturan bangunan-bangunan dalam suatu pabrik, sehingga proses dapat berjalan efektif. Dalam pengaturan tata letak pabrik ini perlu mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut: 1. Kemudahan dalam proses yang disesuaikan dengan kemudahan dalam pemeliharaan peralatan serta kemudahan mengontrol hasil produksi. 2. Distribusi sarana penunjang (utilitas) yang tepat dan ekonomis. 3. Keselamatan kerja.


TATA LETAK PABRIK

VIII−2

4. Memberikan kebebasan bergerak yang cukup leluasa diantara peralatan. 5. Kemudahan pemeliharaan dan perbaikan peralatan. 6. Adanya perluasan pabrik di masa yang akan datang. 7. Pengaturan jalan, bangunan, dan tata lingkungan yang ada.

Dalam hal ini, pengaturan tata letak pabrik HLAS berdasarkan hal-hal di atas. Untuk itu, penempatan bangunan dalam kawasan pabrik direncanakan sebagai berikut: 1. Daerah proses Daerah ini merupakan pusat kegiatan proses produksi HLAS, maka tata letak alat disusun berdasarkan aliran proses. Daerah ini terletak di bagian tengah pabrik yang lokasinya tidak mengganggu (berjarak 10 meter dari bangunan lain).

Pada areal proses, terdapat ruang kontrol yang akan

mengontrol jalannya proses. 2. Daerah penyimpanan Daerah ini terbagi menjadi 2, yaitu lokasi penyimpanan bahan baku dan lokasi penyimpanan produk. Daerah penyimpanan ini berada di daerah yang mudah dijangkau oleh truk/mobil tangki. 3. Daerah pemeliharaan dan perbaikan Daerah ini merupakan lokasi untuk melakukan kegiatan pemeliharaan dan perbaikan peralatan pabrik berupa bengkel teknik dan gudang teknik. Daerah ini diletakkan di luar daerah proses karena adanya aktifitas di dalam bengkel yang dapat berakibat fatal bagi jalannya proses.


DUDDY & DEDY


TATA LETAK PABRIK

VIII−3

4. Daerah quality control Daerah ini merupakan lokasi untuk melakukan pengontrolan terhadap kualitas bahan baku yang akan digunakan dan produk yang dihasilkan, serta melakukan penelitian dan pengembangan terhadap produk yang dihasilkan. Oleh karena itu, daerah ini diletakkan dekat dengan daerah proses. 5. Daerah sarana penunjang (utilitas) Daerah ini merupakan lokasi untuk menyediakan keperluan yang menunjang jalannya proses, berupa penyediaan air, steam, listrik dan bahan bakar. Daerah ini diletakkan tidak jauh dari daerah proses agar biaya pemipaan ke daerah proses menjadi lebih ekonomis. 6. Daerah perkantoran Daerah ini nerupakan pusat kegiatan administrasi pabrik sehari-hari, baik untuk kepentingan dalam pabrik maupun luar pabrik. Daerah ini mencakup ruang serba guna. 7. Daerah fasilitas umum Daerah ini terdiri dari kantin, mushola, klinik kesehatan, sarana olahraga, wisma tamu, toilet dan lapangan parkir. Daerah ini diletakkan sedemikian rupa sehingga waktu perjalanan yang diperlukan oleh karyawan antar gedung dapat seminimal mungkin. 8. Pos keamanan


DUDDY & DEDY


TATA LETAK PABRIK

VIII−4

Pos keamanan dapat diletakkan pada pintu luar dan titik-titik yang dianggap perlu. Pos keamanan ini diperlukan agar keamanan pabrik dapat terjaga selama 24 jam.

8.2 Tata Letak Alat Proses Penyusunan letak alat-alat proses yang optimum dapat memberikan suatu operasi yang efisien dan meminimalkan biaya konstruksi. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam penyusunan tata letak alat proses dalam pabrik adalah: 1. Faktor ekonomis Usaha untuk meminimalisasi biaya konstruksi ditempuh dengan cara menempatkan peralatan sedemikian rupa sehingga memberikan hubungan pipa yang sependek dan seefisien mungkin tetapi mudah dalam perawatan. 2. Faktor kemudahan operasi Peralatan yang membutuhkan perhatian operator harus diletakkan dekat ruang kontrol. Alat-alat tersebut antara lain valve dan peralatan instrumentasi. Alat-alat tersebut diletakkan pada posisi yang tepat dan cukup mudah untuk dijangkau dan terdapat ruang antara disekitar peralatan untuk memudahkan pekerjaan operator. Perlu diperhatikan agar suhu lingkungan tidak terlalu mempengaruhi suhu proses. 3. Faktor kemudahan pemeliharaan


DUDDY & DEDY


TATA LETAK PABRIK

VIII−5

Pemeliharaan alat yang baik akan menunjang produksi sehingga dapat berjalan dengan baik pula. Pemeliharaan alat akan menjaga alat sehingga dapat berumur panjang dan berfungsi sebagaimana mestinya. Antara alat yang satu dengan yang lainnya akan diberikan ruang gerak sehingga memudahkan usaha pembersihan, perbaikan dan penggantian peralatan.

4. Faktor keamanan Situasi yang tidak diinginkan, seperti kebakaran, ledakan atau kebocoran dari peralatan dalam suatu pabrik mungkin saja dapat terjadi. Oleh karena itu, dalam mendirikan suatu gedung, perlu dirancang sebuah gedung yang memiliki dinding terbuat dari bahan yang tahan ledakan untuk mengisolasi peralatan yang berbahaya sekaligus berfungsi untuk membatasi akibat dari suatu ledakan demi keselamatan para karyawan, maka dalam suatu bangunan proses, perlu dibangun 2 pintu keluar (pintu utama dan pintu darurat). Hal ini akan memudahkan para karyawan untuk menyelamatkan diri bila kecelakaan terjadi.


DUDDY & DEDY


TATA LETAK PABRIK

VIII−6

daerah perluasan 6 7

9

8 daerah proses daerah perkantoran

Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik HLAS

Keterangan gambar : 1.

Kantor

7.

Daerah Proses

2.

Laboratorium

8.

Daerah Penyimpanan Produk

3.

Masjid

9.

Quality Control

4.

Kantin

10. Gudang

5.

Pos Satpam

11. Daerah Utilitas

6.

Daerah Penyimpanan Bahan Baku

12. Bengkel


DUDDY & DEDY


VIII−7

TATA LETAK PABRIK

Gambar 8.2 Tata Letak Alat Proses

3 2

12

13

10

14

11

21

17

2

2

18

22

22

22

22

22

22

20 9

4

15 8

16 19

1

1

6

7

21

23

1

1

Area Penyimpanan Bahan Baku

5 Area Proses

Area Penyimpanan Produk

Keterangan : 1.

Tangki paraffin

21. Heater-02

2.

Tangki benzene

22. Tangki HLAS

3.

Tangki SO3

23. Tangki Heavy Alkylate

4.

Tangki H2

5.

Fired heater

6.

Reaktor Dehidrogenasi

7.

Heat Exchanger

8.

Condensor Sub Cooler

9.

Separator

10. Reaktor Alkilasi 11. Heater-01 12. Cooler-02 13. Pengering udara 14. Stripper-01 15. Stripper-02 16. Stripper-03 17. Reaktor Sulfonasi 18. Separator-02 19. Tangki Stabilizer Water 20. Cooler-01


DUDDY & DEDY

BAB IX BENTUK DAN STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN

Perusahaan adalah suatu unit kegiatan ekonomi yang diorganisir dan dijalankan atau dioperasikan untuk menyediakan barang dan jasa bagi masyarakat, dengan tujuan memperoleh laba atau keuntungan. Keberhasilan suatu perusahan didalam menjalankan kegiatan-kegiatan proses produksi sangat tergantung pada sistem pengelolaan (management) organisasi

perusahaan

yang

meliputi

perencanaan,

pelaksanaan

dan

pengendalian. Ketiga hal diatas harus dapat terkoordinasikan dengan baik. Disamping itu juga harus diperhatikan efektifitas dan effisiensi kerja, untuk mendapatkan keuntungan yang maksimum bagi perusahaan, sehingga perusahaan akan berkembang terus dan dapat bersaing dengan perusahaan-perusahaan lain baik di dalam maupun di luar negeri.


9.1

BENTUK & STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN IX −2

Bentuk Perusahaan Di Indonesia, badan usaha ekonomi dikelompokkan dalam 3 kelompok

Badan Hukum, yaitu: 1. Kelompok Badan Usaha Milik Negara (BUMN) 2. Kelompok Swasta 3. Kelompok Badan Usaha Koperasi

Pabrik Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid (LAS/LABS/LABSA/HLAS) ini tergolong dalam kelompok swasta, karena sumber modal yang dipakai untuk pembangunan pabrik, pelaksanaan seluruh kegiatan produksi, pemasaran, dan seluruh kegiatan di dalam pabrik berasal dari modal sendiri dan dari pinjaman bank. Mengingat begitu besarnya investasi yang dibutuhkan oleh pabrik HLAS yang akan didirikan ini, maka bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas (PT) adalah suatu Badan Hukum yang didirikan oleh beberapa orang dimana Badan Hukum ini memiliki kekayaan hak dan kewajiban tersendiri terpisah dari pendiri, pemilik (pemegang saham), maupun pengurusnya (Direktur, Komisaris). Adapun keuntungan dipilihnya bentuk Perseroan Terbatas ini, adalah: 1. Pengelolaan perusahaan dapat dilakukan lebih efisien serta profesional. Hal ini karena pembagian tugas dan tanggung jawab pengurus (Dewan Direksi dan Dewan Komisaris) dan pemegang saham diatur secara jelas.

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA 2001

DUDDY & DEDY



2. Kelangsungan hidup perusahaan relatif lebih lama, karena tidak tergantung pada satu pihak dan meskipun pemegang saham meninggal perusahaan masih berjalan terus. Disamping itu pemegang saham dapat menjual sahamnya bila menghendaki berhenti sebagai pemegang saham. 3. Pemegang saham menanggung resiko perusahaan hanya terbatas sebesar dana yang disertakan di Perseroan Terbatas. 4. Saham,

sebagai

tanda

kepemilikan

perusahaan

relatif

mudah

diperjualbelikan. 5. Kemungkinan penambahan modal untuk perluasan relatif lebih mudah dibandingkan CV maupun Firma karena bentuk PT lebih jelas,

baik

perkembangan maupun jumlah kekayaan perusahaan.

9.2

Struktur Organisasi Untuk mencapai efisiensi perusahaan yang tertinggi, maka diperlukan

struktur organisasi yang baik. Struktur organisasi ini dapat menentukan kelancaran aktifitas perusahaan sehari-hari dalam memperoleh laba yang maksimal sehingga dapat berproduksi secara kontinyu (berkesinambungan) dan dapat berkembang. Struktur organisasi perusahaan disusun sebagaimana layaknya suatu badan usaha yang bergerak dalam industri dan perdagangan, yang membagi-bagi unit dalam organisasi secara fungsional. Struktur organisasi perusahaan terdiri dari fungsi-fungsi dan hubungan yang menyatakan keseluruhan kegiatan untuk mencapai sasaran. Dalam


DUDDY & DEDY



perencanaan pabrik HLAS ini, struktur organisasi yang dipilih adalah struktur organisasi garis dan staff. Kelebihan organisasi garis dan staff adalah: a) Struktur organisasinya sederhana dan jelas. b) Pembagian tugas menjadi jelas antara pelaksana tugas pokok dan pelaksana tugas penunjang. c) Wewenang dan tanggung jawab lebih mudah dipahami sehingga tidak terjadi kesimpangsiuran perintah dan tanggung jawab kepada karyawan. d) Pengambilan keputusan lebih baik dan efisien karena staff dapat memberi saran, pandangan, perhitungan dan lain-lain kepada pimpinannya. e) Disiplin kerja dapat terlaksana dengan baik. Dalam menjalankan tugasnya, Direktur dibantu oleh empat orang Manager, yaitu: 1. Manager Personalia dan Umum, membawahi: a. Bagian Personalia, terdiri dari: •

Staf Kepegawaian

•

Staf Pendidikan dan Pelatihan ( Diklat )

b. Bagian Umum, terdiri dari: •

Staf Rumah Tangga

•

Staf Keamanan

•

Staf Humas

•

Staf Kesehatan

2. Manager Keuangan, membawahi: a. Bagian Keuangan b. Bagian Akunting 3. Manager Teknik dan Produksi, membawahi: INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA 2001

DUDDY & DEDY



a. Bagian Produksi, terdiri dari: •

Staf Proses

•

Staf Utilitas

•

Staf Quality Control (QC)

•

Staf Gudang

b. Bagian Pembelian •

Staf Impor

•

Staf Pembelian

c. Bagian Teknik, terdiri dari: •

Staf Pemeliharaan

•

Staf Penelitian dan Pengembangan ( Litbang )

4. Manager Pemasaran dan Distribusi, membawahi: a. Bagian Pemasaran, terdiri dari: •

Staf Penjualan

•

Staf Promosi

b. Bagian Distribusi •

Staf Armada

•

Gudang Produk

9.3

Deskripsi Kerja

9.3.1

Rapat Umum Pemegang Saham Rapat Umum Pemegang saham merupakan kekuatan tertinggi dalam

perusahaan. Tugas dan wewenang RUPS adalah: INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA 2001

DUDDY & DEDY



•

Menetapkan Garis Besar Haluan Perusahaan

•

Mengangkat dan memberhentikan Direktur dan Dewan Komisaris perusahaan.

•

Menetapkan besarnya divident.

•

Menetapkan besarnya anggaran perusahaan yang diajukan oleh Direktur.

•

Menerima atau menolak pertanggungjawaban Dewan Komisaris dan Direktur.

9.3.2

Dewan Komisaris Tugas dan wewenang Dewan Komisaris adalah: •

Bertanggungjawab kepada RUPS

•

Mengawasi pelaksanaan operasional/pengelolaan perusahaan oleh Dewan Direksi secara kontinyu dan teratur.

•

Membina Direktur agar tidak melakukan kesalahan atau melanggar ketentuan RUPS.

9.3.3

Direktur Direktur dipilih oleh RUPS untuk menjalankan kegiatan operasional

perusahaan secara keseluruhan. Tugas dan wewenang Direktur adalah:


DUDDY & DEDY



•

Memberikan laporan pertanggung jawaban dalam hal yang berkaitan dengan kegiatan operasional perusahaan.

•

Bertanggungjawab terhadap RUPS.

•

Melaksanakan dan mengarahkan kegiatan perusahaan agar sesuai dengan keputusan RUPS.

9.3.4

Manager Produksi dan Teknik Dalam melaksanakan tugasnya, mempunyai wewenang untuk

merumuskan kebijaksanaan operasi pabrik dan mengawasi kesinambungan operasional pabrik. Manager Produksi dan Teknik membawahi: 1. Ka.sie Produksi, mempunyai wewenang: •

Bertanggungjawab

dalam

pelaksanaan

operasi

selama

proses

berlangsung sesuai dengan target produksi yang ditetapkan. •

Bertanggungjawab atas kelancaran fungsional unit-unit sarana penunjang (utilitas).

•

Mengawasi persediaan bahan baku dan penyimpanan hasil produksi serta transportasi hasil produksi.

•

Bertanggungjawab atas pemeriksaan mutu produk.

2. Ka.sie Teknik, mempunyai wewenang : •

Mengawasi dan menyelenggarakan pemeliharaan mesin dan peralatan.

•

Melakukan

perbaikan

serta

kelancaran-kelancaran

mesin

dan

peralatan produksi. •

Mengantisipasi perkembangan teknologi industri dibidang produksi.


DUDDY & DEDY



9.3.5 Manager Pemasaran dan Distribusi Dalam melaksanakan tugasnya, mempunyai wewenang untuk melaksanakan pemasaran hasil produksi dan mendistribusikannya. Manager Pemasaran dan Distribusi membawahi : 1. Ka.sie Pemasaran, mempunyai wewenang : •

Menentukan daerah pemasaran hasil produksi yang sesuai dengan peraturan yang berlaku.

•

Dengan persetujuan Manager Pemasaran dan Distribusi, melakukan pengenalan kepada masyarakat, dengan cara mempromosikan hasil produksi.

•

Meningkatkan hubungan kerja sama yang baik dengan perusahaan yang terkait dan hubungan dengan masyarakat sebagai konsumen.

2. Ka.sie Distribusi, mempunyai wewenang : •

Menetapkan dan menentukan penyebaran dan penyaluran barangbarang produksi sehingga jalur distribusi lancar dan aman sampai kepada konsumen.

•

Meningkatkan kerjasama dengan pihak-pihak terkait untuk kelancaran dan keamanan jalur distribusi.

9.3.6 Manager Keuangan Manager Keuangan mempunyai wewenang untuk merencanakan anggaran belanja dan pendapatan perusahaan serta melakukan pengawasan terhadap keuangan perusahaan. Manager Keuangan membawahi:


DUDDY & DEDY



1. Ka.sie Keuangan, mempunyai wewenang : •

Menetapkan kebijaksanaan pelaksanaan dan pengaturan keuangan perusahaan.

•

Mengawasi dan mengatur setiap pengeluaran untuk membeli bahan baku dan pemasukan dari penjualan produk.

•

Mengatur dan melakukan pembayaran gaji karyawan.

•

Mengatur dan merencanakan pembelian barang inventaris.

2. Ka.sie Akunting, mempunyai wewenang : •

Bertanggungjawab kepada Manager Keuangan

•

Melakukan pengolahan data terhadap seluruh kegiatan perusahaan yang berhubungan dengan keuangan.

•

Mencocokkan hasil pengolahan data dengan keuangan yang terdapat di seksi keuangan.

•

Membuat laporan keuangan setiap bulan dan setiap tahun bersama dengan seksi keuangan.

•

Membuat laporan neraca laba/rugi.

3. Ka.sie Pembelian, mempunyai wewenang : •

Melakukan transaksi pembelian terhadap bahan baku.

•

Melakukan pengecekan harga pembelian bahan baku.

9.3.7 Manager Personalia dan Umum Manager Personalia dan Umum melaksanakan tugas dan mempunai wewenang untuk melaksanakan tata laksana seluruh unsur dalam organisasi.


DUDDY & DEDY



Manager Personalia dan Umum membawahi: 1. Ka.sie Personalia, mempunyai wewenang : •

Membawahi staf kepegawaian yang bertugas untuk penerimaan karyawan dan mengadakan pembinaan (Technical Training) serta pemutusan hubungan kerja.

•

Memberi

latihan

dan

pendidikan

kepada

karyawan-karyawan

perusahaan. •

Menangani masalah-masalah yang timbul dari karyawan yang berkenaan dengan perusahaan.

•

Mengatur segala hal yang berkenaan dengan kepegawaian, seperti pengaturan jadwal kerja, cuti karyawan, dan lain-lain.

2. Ka.sie Umum, mempunyai wewenang : •

Memberikan pelayanan bagi semua unsur dalam organisasi di bidang kesejahteraan, fasilitas kesehatan dan keselamatan kerja bagi seluruh karyawan dan keluarganya.

•

Keamanan

•

Mengatur dan meningkatkan hubungan kerja sama antara pabrik dengan masyarakat sekitar.

9.3.8

Sekretaris Bertugas sebagai asisten Direktur maupun Manager, seperti menyusun

agenda kegiatan (rapat atau pertemuan bisnis), sebagai notulis dalam rapat dan


DUDDY & DEDY



pertemuan-pertemuan formal yang diadakan, mengatur surat menyurat yang berhubungan dengan kepentingan dan kegiatan perusahaan.

9.3.9 Kepala Bagian dan Kepala Seksi •

Memiliki

tugas

dan

tanggungjawab

untuk

memimpin

bagiannya/seksinya agar berjalan dengan semestinya. •

Mengadakan pengawasan dan evaluasi atas semua kegiatan dalam bidangnya dan melaporkan kepada atasan secara berkala.

9.4. Sistem Kepegawaian 9.4.1

Sistem Kerja Pabrik direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam 1 tahun dengan

waktu kerja 24 jam setiap hari. Untuk hari kerja unit produksi adalah hari Senin sampai Minggu. Untuk menjaga kelancaran proses produksi serta mekanisme administrasi dan pemasaran, waktu kerja diatur dalam Sistem Shift dan Non-Shift.

9.4.2

Sistem Shift Jadwal kerja shift yang dilakukan secara bergilir berlaku bagi karyawan

pada unit produksi adalah Senin-Minggu. Pembagian kerja karyawan dibagi dalam 4 grup yang dipimpin oleh ketuanya masing-masing.


DUDDY & DEDY



Tabel 9.1. Jadwal Kerja Shift Shift

Jam Kerja

I

08.00-16.00

II

16.00-24.00

III

24.00-08.00

Tabel 9.2. Pengaturan Jadwal Kerja Grup Hari

Shift 1

2

3

4

5

6

7

8

I

A

A

D

D

C

C

B

B

II

B

B

A

A

D

D

C

C

III

C

C

B

B

A

A

D

D

Libur

D

D

C

C

B

B

A

A

Keterangan : A= Grup Kerja I B= Grup Kerja II

9.4.3

C= Grup Kerja III D= Grup Kerja IV

Sistem Shift Unit Keamanan Unit Keamanan dibagi dalam empat kelompok. Pembagian kerja pada

unit keamanan adalah sebagai berikut :


DUDDY & DEDY



Tabel 9.3. Pembagian waktu kerja shift unit keamanan

9.4.4

Shift

Jam Kerja

I

07.00-15.00

II

15.00-23.00

III

23.00-07.00

Sistem Non-Shift Hari Kerja untuk Sistem non Shift berlaku untuk para karyawan yang

tidak terlibat langsung dalam kegiatan produksi dan pengamanan pabrik. Hari kerja tersebut adalah hari Senin sampai Jum’at, dengan pengaturan kerja:

Tabel 9.4. Pembagian waktu kerja untuk sistem Non- Shift Hari

Jam Kerja

Jam Istirahat

Senin-Kamis

08.00-17.00

12.00-13.00

Jum’at

08.00-17.30

11.30-13.00

9.5. Perincian Jumlah Tenaga Kerja Sumber daya manusia merupakan salah satu unsur produksi yang berperan penting dalam perencanaan suatu pabrik. Tenaga Kerja dalam pabrik Karbon Aktif ini disusun berdasarkan tingkat kedudukan, gaji, dan jenjang pendidikan dalam organisasi, tenaga kerja dapat digolongkan menjadi:


DUDDY & DEDY



Tabel 9.5. Penggolongan Jumlah Tenaga Kerja berdasarkan Jabatan dan Jenjang Pendidikan No

Jabatan

Jumlah

jabatan

1

Dewan Komisaris

2

-

2

Direktur

1

S1- S3

3

Manager

4

S1-S2

4

KaBag Produksi

1

D3 - S1

5

KaBag Keteknikan

1

D3 - S1

6

KaBag Keuangan

1

D3 - S1

7

KaBag Akunting

1

D3 - S1

8

KaBag Pemasaran

1

D3 - S1

9

KaBag Distribusi

1

D3 - S1

10

KaBag Personalia

1

D3 - S1

11

KaBag Umum

1

D3 - S1

12

KaSie

16

D3 - S1

13

Sekretaris Direktur

1

D3 - S1

14

Sekretaris Manager

4

D3 - S2

- Supervisor

12

D3 - S1

- Operator

36

SMU - D3

- Supervisor

4

D3 - S1

- Operator

20

SMU - D3

Karyawan Shift 15

16

17

18

Proses

Utilitas

QC

16

- Supervisor

4

D3 - S1

- Operator

12

SMU - D3

32

SMU

Keamanan


DUDDY & DEDY


19

Gudang Bahan


12

D3 - S1

Karyawan Non-Shift 20

Pemeliharaan

9

SMU - D3

21

Promosi

6

D3 - S1

22

Penjualan

6

D3 - S1

23

Distribusi (gudang)

4

D3 - S1

24

Pembelian

3

D3 - S1

25

Litbang

2

D3 - S1

26

Keuangan

4

D3 - S1

27

Akunting

4

D3 - S1

28

Kepegawaian

2

D3 - S1

29

Humas

4

D3 - S1

30

Rumah-Tangga

4

SMU

32

Diklat

2

D3 - S1

33

Dokter

2

S1

34

Perawat

4

D3

36

Supir

2

SMU

37

Supir bus karyawan

3

SMU

38

Supir truk

5

SMU

39

Supir fork lift

8

SMU

TOTAL


258

DUDDY & DEDY



Tabel 9.6. Penggolongan Tenaga Kerja berdasarkan Jabatan Unit

Kasie Staf Sub Jumlah

Seksi

Produksi

Teknik

Pemasaran

Distribusi

Keuangan

Personalia

Umum

Proses

1

48

Utilitas

1

24

QC

1

16

Pembelian

1

3

Gudang Bahan

1

12

Litbang

1

2

Pemeliharaan

1

9

Penjualan

1

6

Promosi

1

6

Armada

1

18

Gudang Produk

1

4

Keuangan

-

4

Akunting

-

4

Kepegawaian

1

2

Diklat

1

2

Rumah Tangga

1

4

Humas

1

4

Keamanan

1

32

Dokter

2

Perawat

4

Jumlah


16

206

108

13

14

24

8

6

49

222

DUDDY & DEDY



Komisaris

2

Direktur

1

Manager

4

Kepala Bagian

8

Sekretaris Direktur

1

Sekretaris Manager

4

Jumlah

20

9.6

Sistem Pengupahan Upah Tenaga Kerja disesuaikan dengan golongan tenaga kerja tergantung

kepada kedudukannya dalam struktur organisasi dan lamanya bekerja di perusahaan. Upah yang diterima oleh setiap karyawan terdiri dari: a) Gaji Pokok b) Tunjangan jabatan c) Tunjangan kehadiran (transportasi). d) Tunjangan makan Pekerja diberi makan satu kali dalam sehari kerja atau uang makan yang sama nilainya dengan makan di pabrik. e) Tunjangan kesehatan dengan penyediaan dokter perusahaan dan rumah sakit yang telah ditunjuk oleh perusahaan bagi seluruh karyawan sesuai jabatannya. f) Tunjangan hari raya


DUDDY & DEDY



Perusahaan memberi THR kepada pekerja sebesar satu bulan gaji. Sistem pengupahan tersebut dibedakan menjadi: 1. Upah bulanan Diberikan kepada karyawan tetap dimana besarnya gaji didasarkan kepada pendidikan, keahlian, dan kedudukan dalam organisasi. 2. Upah Borongan Diberikan kepada buruh borongan, besarnya upah yang dibayarkan tergantung pada jenis dan banyaknya pekerjaan, biasanya diperlukan pada saat turun mesin. 3. Upah Harian Upah harian diberikan sesuai dengan jumlah hari dan jam kerja, biasanya untuk pekerja yang dibutuhkan sewaktu-waktu.

Selain gaji rutin, bagi karyawan yang lembur juga diberikan gaji tambahan dengan perhitungan: 1. Lembur hari biasa Untuk setiap jam, besarnya satu setengah kali gaji perjam. 2. Lembur hari Minggu/ libur Untuk setiap jam, besarnya dua kali gaji perjam. 3. Jika karyawan dipanggil untuk bekerja di pabrik diluar jam kerjanya, juga akan diberi gaji tambahan.


DUDDY & DEDY



Tabel 9.7 Penggolongan Gaji Karyawan berdasarkan Jabatan

No.

Jabatan

Gaji / bulan

Total

(Rp)

(Rp)

Jumlah

1

Dewan Komisaris

2

15.000.000

30.000.000

2

Direktur

1

14.000.000

14.000.000

3

Manager

4

12.000.000

48.000.000

4

KaBag Produksi

1

8.000.000

8.000.000

5

KaBag Keteknikan

1

8.000.000

8.000.000

6

KaBag Keuangan

1

8.000.000

8.000.000

7

KaBag Akunting

1

8.000.000

8.000.000

8

KaBag Pemasaran

1

8.000.000

8.000.000

9

KaBag Distribusi

1

8.000.000

8.000.000

10

KaBag Personalia

1

8.000.000

8.000.000

11

KaBag Umum

1

8.000.000

8.000.000

12

KaSie

16

3.500.000

56.000.000

13

Sekretaris Direktur

1

2.100.000

2.100.000

14

Sekretaris Manager

4

2.100.000

8.400.000

- Supervisor

12

1.800.000

21.600.000

- Operator

36

1.500.000

54.000.000

- Supervisor

4

1.800.000

7.200.000

- Operator

20

1.500.000

30.000.000

Karyawan Shift 15

16

17

Proses

Utilitas

QC


DUDDY & DEDY



- Supervisor

4

1.800.000

7.200.000

- Operator

12

1.500.000

18.000.000

18

Keamanan

32

1.200.000

38.400.000

19

Gudang Bahan

12

1.500.000

18.000.000

Karyawan non Shift 20

Pemeliharaan

9

1.500.000

13.500.000

21

Promosi

6

1.500.000

9.000.000

22

Penjualan

6

1.500.000

9.000.000

23

Distribusi (gudang)

4

1.500.000

6.000.000

24

Pembelian

3

1.500.000

4.500.000

25

Litbang

2

1.500.000

3.000.000

26

Keuangan

4

1.500.000

6.000.000

27

Akunting

4

1.500.000

6.000.000

28

Kepegawaian

2

1.500.000

3.000.000

29

Humas

4

1.500.000

6.000.000

30

Rumah-Tangga

4

1.500.000

6.000.000

32

Diklat

2

1.500.000

3.000.000

33

Dokter

2

2.500.000

5.000.000

34

Perawat

4

1.200.000

4.800.000

36

Supir

2

1.000.000

2.000.000

37

Supir bus karyawan

3

1.000.000

3.000.000

38

Supir truk

5

1.000.000

5.000.000

39

Supir fork lift

8

1.000.000

8.000.000

TOTAL

242

9.7.

519.700.000

Jaminan Sosial dan Kesejahteraan


DUDDY & DEDY



9.7.1. Kesehatan karyawan Untuk meningkatkan effisiensi kerja karyawan perlu sekali perusahaan memperhatikan kesejahteraan karyawan dan keluarga. Dengan memberikan fasilitas kesehatan seperti poliklinik dan jaminan asuransi, sehingga tercipta hubungan dan suasana kerja yang baik dalam pabrik.

9.7.2. Cuti a. Cuti tahunan Pekerja berhak mendapatkan cuti 12 (duabelas) hari kerja per tahun, dan mendapat cuti besar selama 3 bulan bagi karyawan yang telah bekerja selama 12 tahun. b. Cuti Hamil/Melahirkan Pekerja wanita diberikan cuti hamil/melahirkan untuk jangka waktu satu setengah bulan sebelum waktu melahirkan dan satu setengah bulan sesudah melahirkan atau gugur kandungan berdasarkan keterangan dokter atau bidan yang merawatnya. c. Cuti Sakit Pekerja yang berhalangan masuk kerja karena sakit atau kecelakaan yang berkepanjangan dan didukung oleh surat keterangan dokter. d. Serikat pekerja Jaminan pembentukan serikat pekerja untuk melindungi hak-hak pekerja yang tergabung dalam Serikat Pekerja Seluruh Indonesia (SPSI).


DUDDY & DEDY



9.7.3. Sarana dan fasilitas lain Perusahaan memberikan fasilitas lain berupa sarana olah raga yang dapat digunakan oleh setiap pegawai. Untuk memenuhi beberapa kebutuhan pokok pegawai dengan harga yang lebih murah, perusahaan membuat suatu koperasi dimana seluruh pegawai masuk dalam anggota koperasi tersebut. Selain itu, pada waktu – waktu tertentu perusahaan juga mengadakan rekreasi bersama keluarga untuk seluruh pegawai, guna lebih mengeratkan hubungan persaudaraan anatara atasan dan bawahan dalam perusahaan.


DUDDY & DEDY



RUPS

Direktur

Man. Keuangan

Man. Teknik & Produksi

Ka Bag Keteknikan

Ka.Bag Produksi

Ka.Bag Keuangan

Dewan Komisaris

Ka.Bag Akunting

Ka.Sie Litbang

Ka.Sie Utilitas

Perpajakan

General Acc

Bank

Cost Acc

Ka.Sie Kepegawaian

Ka.Sie QC


Ka.Sie Humas

Ka.Sie Rumah Tangga

Ka.Sie Pembelian

Ka.Sie Gudang Bahan Baku

Ka.Bag Umum

Ka.Bag Personalia

Ka.Sie Proses Ka.Sie Pemeliharaan

Man. Umum & Personalia

Man. Pemasaran & Distribusi

Ka. Bag Pemasaran

Ka.Bag Distribusi

Kasie Pendidikan & Latihan

Ka.Sie Promosi

Ka.Sie Armada

Ka.Sie Penjualan

Ka.Sie Gudang Produk

DUDDY & DEDY

Ka.Sie Keamanan

Kesehatan

BAB X KESELAMATAN KERJA

10.1 Keselamatan Kerja Secara Umum Keselamatan kerja merupakan salah satu faktor yang harus diperhatikan dalam suatu perancangan pabrik dimana keselamatan kerja ini meliputi seluruh proses produksi dan distribusi, baik barang atau jasa. Definisi dari keselamatan kerja adalah keselamatan yang berkaitan dengan mesin, alat kerja, bahan yang digunakan dalam proses produksi, pengolahan tempat kerja dan lingkungannya yang menyangkut segenap proses produksi atau distribusi dari barang atau jasa. Keselamatan dan kesejahteraan kerja (K3) bertujuan untuk mencegah dan meminimalisasi kerugian yang diakibatkan kebakaran, kerusakan lingkungan serta bahaya lain. Sedangkan yang termasuk kecelakaan kerja adalah kecelakaan yang menimpa karyawan berkaitan dengan pekerjaannya, mulai dari rumah sampai ke tempat kerja, dan sekembalinya ke rumah melalui jalan yang biasa ditempuh dan wajar, termasuk penyakit yang didapat akibat kerja. Keselamatan kerja meliputi pencegahan kecelakaan (cedera/cacat, mati), penanganan bila terjadi kecelakaan dan merupakan tanggung jawab moral

PRA PERANCANGAN PABRIK LINEAR ALKYLBENZENE SULFONIC ACID

KESELAMATAN KERJA

X−2

perusahaan untuk memelihara kesejahteraan seluruh karyawan dan lingkungan di sekitar lokasi pabrik serta kelestarian lingkungan. Usaha pencegahan kecelakaan kerja diatur dengan program dan landasan keselamatan kerja yang merupakan bagian dari manajemen kegiatan usaha. Kegiatannya

mengutamakan

tindakan

pencegahan

daripada

tindakan

penanggulangan, apalagi terhadap pekerjaan yang mengandung risiko dengan tingkat kecelakaan yang tinggi. Pekerjaan yang memperhatikan peranan keselamatan kerja akan sangat membantu kelancaran usaha dan menghindari kerugian yang mungkin timbul. Perlindungan tenaga kerja meliputi aspek-aspek yang luas, yaitu perlindungan keselamatan, kesehatan, pemeliharaan moral kerja, serta perlakuan yang sesuai dengan martabat manusia. Perlindungan tersebut bermaksud agar tenaga kerja secara aman melakukan kerjanya sehari-hari untuk meningkatkan produktivitas kerjanya.

10.2 Landasan Keselamatan Kerja Yang menjadi landasan keselamatan kerja adalah: 1. Idil

: Pancasila

2. Struktural

: Undang-Undang Dasaar 1945 pasal 27 ayat 2Tiap-tiap warga negara berhak atas pekerjaan dan penghidupan yang layak bagi kemanusiaan.

3. Operasional : - Ketetapan MPR - Undang-undang/Peraturan ketenagakerjaan


DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−3

- Peraturan Menteri Tenaga Kerja Undang-undang tentang ketentuan-ketentuan pokok mengenai tenaga kerja adalah UU no.14 tahun 1969. Berikut ini dikemukakan beberapa pasal penting, yakni: Pasal 3

:

Tiap tenaga kerja berhak atas pekerjaan dan penghasilan yang layak bagi kemanusiaan.

Pasal 9

:

Tiap

tenaga

kerja

berhak

mendapat

perlindungan

atas

keselamatan, kesehatan, kesusilaan, moral kerja serta perlakuan yang sesuai dengan martabat manusia. Pasal 10 :

Pemerintah membina perlindungan kerja yang mencakup: -

Norma-norma keselamatan kerja (UU no. 1 tahun 1979)

-

Norma-norma kesehatan dan hygiene perusahaan (UU no.12 tahun 1948).

-

Norma-norma kerja (KUH Perdata, BK. III Bab 7a, dll)

-

Pemberian ganti rugi, perawatan, dan rehabilitasi dalam hal kecelakaan kerja (UU no.33 tahun 1947).

Undang-undang yang menyangkut tujuan keselamatan kerja adalah Undangundang no. 1 tahun 1970 yang isinya adalah: -

Melindungi tenaga kerja atas hak keselamatannya dalam melakukan pekerjaan demi kesejahteraan hidup dan meningkatkan produksi serta produktifitas nasional.

-

Menjamin keselamatan setiap orang yang berada di tempat kerja.


DUDDY & DEDY


-

KESELAMATAN KERJA

X−4

Memelihara sumber produksi dan menggunakannya secara aman dan efisien.

10.3 Bahan - bahan Berbahaya dan Pencegahannya Bahan-bahan pengolahan,

berbahaya

pengangkutan,

adalah

bahan

penyimpanan,

yang

dan

selama

pembuatan,

penggunaannya

dapat

mengeluarkan gas, debu, radiasi, dan bentuk lainnya yang dapat menimbulkan iritasi, radiasi, kebutaan, ledakan, korosi, keracunan, dan bahaya-bahaya lain yang dalam jumlah tertentu dapat menyebabkan kerusakan pada alat. Bahan/alat berbahaya (hazardous) yang harus diperhatikan adalah: 1.

Bahan yang bersifat mudah terbakar (flammable) dan dapat meledak (explosive).

2.

Bahan yang bersifat beracun yang membahayakan kesehatan.

3.

Alat-alat bergerak (mekanik) yang dapat membahayakan keselamatan kerja.

Dalam pra-rancangan pabrik Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid ini, bahanbahan yang digunakan maupun dihasilkan, antara lain: Bahan

Paraffin (C12-C14)

Sifat

Gangguan

- irritant

- pernafasan

- mudah terbakar

- iritasi kulit - iritasi mata

Benzene

- racun

- pernafasan

- irritant

- iritasi kulit

- mudah terbakar

- iritasi mata


DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−5

- volatile - karsinogenik

SO3

- racun

- pernafasan

- irritant


- mudah terbakar

- pernafasan

H2 (gas)

LAB

- dingin

- racun

- pernafasan

- irritant


Heavy Alkylate

- racun

- pernafasan

- irritant


HLAS

- racun

- pernafasan

- irritant

- iritasi kulit

- asam

- iritasi mata

10.4 KARAKTERISTIK BAHAN KIMIA 10.4.1 Karakteristik n-Paraffin Sifat fisik dan kimia : ○ Wujud, warna dan bau

: cair, bening, bau ringan

○ Kelarutan dalam air

: tidak larut


DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−6

Data bahaya ledakan dan kebakaran : ○ Titik nyala

: 72 °C

○ Media untuk memadamkan

: foam, ABC-fire extinguisher

Belum ada data yang menunjukkan bahwa bahan ini dapat mempunyai efek yang kronis bagi kesehatan tubuh. Iritasi pada kulit dapat terjadi pada kontak yang lama atau sering dan berulang-ulang. Bahan ini juga dapat menimbulkan iritasi pada mata. Uap bahan yang terhirup dapat menimbulkan gejala keracunan seperti pusing dan sesak nafas. Bentuk-bentuk pencegahan bahaya dan proteksi personal : •

Mata: cuci segera mungkin bila terkena mata dan konsultasikan dengan dokter bila perlu.

•

Kulit: cuci dengan air yang banyak dan sabun, lepaskan/ganti pakaian yang terkena bahan. Hindari kontak yang lama dan sering dengan bahan, gunakan apron bila perlu.

•

Pernapasan: hindari pengabutan atau pengasapan bahan dan pastikan terdapat ventilasi udara yang cukup dalam ruangan bila hal tersebut terjadi..

•

Mulut dan tenggorokan: yaitu sangat berbahaya bila tertelan karena dapat menyebabkan gangguan kesehatan dalam jangka waktu lama..

•

Penyimpanan: hindari kontak langsung dengan matahari dalam jangka waktu yang lama. Hindari dari bahan-bahan yang mudah teroksidasi. Simpan di tempat yang anti membeku.


DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−7

10.4.2 Karakteristik Benzene Sifat fisik dan kimia : ○ Wujud, warna dan bau

: gas cair, bening dan berbau khas.


: 0,18 g/100 ml pada 25°C


: -11 0C

○ Auto-ignition temperature

: 498°C


: Powder, AFFF, foam, karbon

dioksida. Benzene digolongkan sebagai senyawa yang memiliki tingkat bahaya yang tinggi bagi kesehatan dan karena sangat berbahaya bagi organ-organ tubuh. Bahaya kesehatan yang ditimbulkan antara lain pada : •

Mata: yaitu berbahaya bila mengenai mata karena dapat menyebabkan iritasi dan perih.

•

Kulit: yaitu sangat berbahaya bila mengenai kulit karena dapat menyebabkan kult kering, kemerahan dan perih. Bahan ini juga kemungkinan dapat masuk/terserap kedalam kulit

•

Pernapasan:

yaitu sangat

berbahaya bila terhirup karena dapat

menyebabkan susah bernafas, pusing, sakit kepala, mengantuk/lemas sampai pingsan. •

Pencernaan: yaitu sangat berbahaya bila tertelan karena beracun, menyebabkan muntah-muntah dan sakit tenggorokan.


DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−8

Upaya pencegahan yang dilakukan sebagai berikut: •

Tidak makan-minum, merokok atau membawa benda lain yang dapat memicu percikan api selama bekerja.

•

Pastikan terdapat ventilasi udara yang cukup

•

Hindari semua kontak dengan anggota tubuh, menggunakan sarung tangan, kaca mata dan pakaian pelindung bila perlu.

•

Penyimpanan ditempat anti api. Jauh dari bahan-bahan oksidan, halogen dan makanan.

10.4.3 Karakteristik SO3 Sifat fisik dan kimia o Bentuk, warna, bau

: cair, tidak berwarna, sulfur

o Titik didih

: 45 0C

Data bahaya ledakan dan kebakaran : o Titik nyala

: 85 0C

o Media untuk memadamkan

: water spray (semprotan air)

SO3 digolongkan sebagai senyawa yang memiliki tingkat bahaya yang sedang bagi kesehatan. Bahaya kesehatan yang ditimbulkan antara lain pada : •

Mata: bila terjadi kontak dapat menyebabkan iritasi.

•

Kulit: dapat menyebabkan iritasi ditandai dengan kemerahan pada kulit.

•

Pernapasan dan pencernaan: tingkat bahaya ringan bila terhirup atau tertelan


DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−9

Upaya pencegahan dan penanggulangan dilakukan sebagai berikut : •

Menggunakan skin protection untuk mencegah iritasi pada kulit.

•

Menghindari kontak dengan mata

10.4.4 Karakteristik Hidrogen Sifat fisik dan kimia : ○ Wujud, warna dan bau

: gas, tidak berwarna, tidak berbau


: dapat larut

○ Titik didih

: -253°C


: gas yang mudah terbakar

○ Media pemadam

: air semprot (spray water), karbon dioksida.

Hidrogen merupakan salah satu gas yang paling ringan namun juga paling mudah terbakar. Hidrogen bercampur baik diudara dan campuran ini dapat dengan mudah meledak. Konsentrasi hidrogen diudara dapat bertambah dengan cepat dan tidak ada peringatan dari baunya bila kandungannya sudah berbahaya. Kandungan yang berlebihan diudara dapat menyebabkan defisiensi oksigen sehingga bisa menyebabkan resiko hilang kesadaran bahkan kematian. Kontak dengan kulit dapat menyebabkan pembekuan yang serius. Upaya pencegahan dan penanggulangan dilakukan sebagai berikut : •

Menggunakan pelindung mata.


DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−10

•

Menggunakan sarung tangan tahan dingin.

•

Menghindari penggunaan alat yang bisa menimbulkan percikan api dan dilarang merokok diarea proses.

•

Bila terjadi kebakaran yang tidak membahayakan sekitarnya, dibiarkan sampai terbakar habis. Pada kasus lain dipadamkan dengan air semprot atau karbon dioksida.

•

Jika terhirup segera mencari udara segar dan istirahat. Pada kasus tertentu mungkin dibutuhkan bantuan pernapasan dan oksigen tambahan.

•

Memakai alat detektor oksigen untuk memeriksa kandungan udara.

10.4.5 Karakteristik Linear Alkylbenzene Sifat fisik dan kimia : ○ Wujud, warna dan bau



: tidak larut


: 40 °C


: foam, ABC-fire extinguisher, air

Linear Alkylbenzene digolongkan sebagai senyawa yang memiliki tingkat bahaya sedang bagi kesehatan. Upaya pencegahan dan penanggulangan: •

Mata: cuci segera mungkin bila terkena mata dan konsultasikan dengan dokter bila perlu. INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−11

•

Kulit: cuci dengan air yang banyak.

•

Mulut dan tenggorokan: Melarang makan dan minum saat bekerja

•

Penyimpanan: hindari kontak langsung dengan matahari dalam jangka waktu yang lama. Hindari dari bahan-bahan yang mudah teroksidasi.

10.4.6 Karakteristik Heavy Alkylate Sifat fisik dan kimia : ○ Wujud, warna dan bau



: tidak larut


: 44 °C


: foam, ABC-fire extinguisher, air

Bahan ini dapat menimbulkan iritasi pada mata. Kemungkinan dapat menyerang pusat sistem saraf. Bisa menyebabkan pusing bila terhirup. Kontak dengan kulit menyebabkan kulit kering. Bereaksi dengan bahan oksidan kuat, menyebabkan kebakaran dan ledakan. Bila tertelan dapat masuk ke paru-paru menyebabkan kerusakan organ. Upaya pencegahan dan penanggulangan: •

Mata: cuci segera mungkin bila terkena mata dan konsultasikan dengan dokter bila perlu.

•

Kulit: cuci dengan air yang banyak.

•


•

Penyimpanan: hindari kontak langsung dengan matahari dalam jangka waktu yang lama. Hindari dari bahan-bahan yang mudah teroksidasi. INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−12

10.4.7 Karakteristik Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid Sifat fisik dan kimia : ○ Wujud, warna dan bau

: cair, kecoklatan, bau ringan


: larut sebagian

○ Titik nyala

: 149 °C

Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid adalah bahan ynag masih bersifat asam. Kontak yang terlalu lama dengan kulit dapat menyebabkan iritasi tinggi dan begitu pula dengan mata. Bahan ini cukup sulit untuk terbakar. Dapat menyebabkan efek serius bila tertelan. Upaya pencegahan dan penanggulangan: •

Mata: cuci segera mungkin bila terkena mata.

•

Kulit: menghindar dari kontak yang terlalu lama

•


Mengingat semua bahan baku yang dipergunakan dan produk yang dihasilkan mempunyai potensi negatif seperti tersebut diatas maka tindakan pengamanan yang harus dilakukan adalah: 1. Pemasangan lambang atau simbol yang digunakan sebagai label peringatan terhadap setiap jenis bahan kimia yang digunakan. 2. Tempat penyimpanan dalam ruangan tertutup dan pengadaan ventilasi. 3. Menyediakan masker, pelindung tubuh, sarung tangan, pelindung kepala (helmet), safety boots dan pelindung mata. 4. Penyediaan training sebelum mulai kerja dan membuat prosedur standar operasi yang harus dipatuhi oleh seluruh operator. INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−13

5. Bila tercecer, gunakan kertas absorban untuk menyerapnya. 6. Kertas absorban dan pakaian yang terkontaminasi bahan-bahan beracun tersebut diisolasi dengan plastik kedap udara. 7. Permukaan (lantai, pakaian, dll) yang terkontaminasi dicuci dengan 60 s.d. 70 % etanol, kemudian dicuci dengan sabun dan air. 8. Bila terjadi kontak dengan mata, bagi yang memakai lensa kontak, lensa tersebut harus dilepas, dan mata dibilas dengan air selama 20-30 menit. Kemudian segera periksa ke dokter. 9. Bila terkena kulit, siram kulit yang terkena bahan beracun tersebut dengan air, lalu dicuci dengan sabun. Bila terjadi iritasi, periksalah ke dokter. Selain tindakan preventif

untuk menghadapi bahaya bahan-bahan beracun

tersebut diatas, para operator pabrik juga perlu dilengkapi dengan pelindung telinga (safety ear), untuk melindungi telinga dari suara-suara bising dari peralatan pabrik. Untuk menghindari adanya kebakaran akibat arus listrik diperhatikan hal-hal sebagai berikut: Untuk mencegah terjadinya kebakaran, maka disediakan beberapa peralatan pemadam kebakaran seperti fire box & fire hydrant dalam ruangan, serta unit pemadam kebakaran. Menggunakan isolasi pada jaringan listrik. Menggunakan alat penangkal petir untuk peralatan tinggi. Pengawasan terhadap kabel terpasang. Pemasangan instalasi listrik tidak menghalangi kerja.


DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−14

Untuk menghindari bahaya yang ditimbulkan oleh alat produksi, beberapa hal yang harus diperhatikan antara lain: Pemakaian alat proses yang tidak melebihi kapasitas. Mengadakan pemeriksaan dan perawatan alat produksi secara berkala. Mempekerjakan operator-operator terlatih. Membuat sistem pengendalian kontrol secara manual dan otomatis pada setiap unit, sehingga memudahkan pengendalian apabila terjadi bahaya. Bahaya yang ditimbulkan manusia Dari penelitian terhadap kecelakaan-kecelakaan yang terjadi, ternyata faktor manusia sebagai penyebab terjadinya kecelakaan sangat besar, dimana hal tersebut diakibatkan oleh kelalaian dalam mematuhi peraturan keselamatan kerja, seperti: Kegiatan yang menyimpang dari peraturan. Tidak memanfaatkan alat keselamatan kerja. Penggunaan alat yang tidak tepat. Sehingga untuk mengantisipasi hal-hal di atas maka hendaknya manajemen pabrik melakukan tindakan sebagai berikut: Mengadakan training atau pelatihan mengenai sifat dan bahaya yang terdapat dalam pabrik. Menggunakan alat pelindung dalam lokasi pabrik. Memasang label atau simbol bahaya untuk memudahkan pengenalan bahaya-bahaya dari bahan kimia.


DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−15

Bahaya yang ditimbulkan oleh alam Bahaya yang ditimbulkan oleh alam antara lain banjir, gempa, angin ribut, atau petir. Untuk mencegah terjadinya bahaya yang disebabkan oleh alam, beberapa hal yang perlu dilakukan antara lain: Mendirikan pabrik dengan pondasi yang kuat. Memasang penangkal petir pada bangunan dan alat proses yang tinggi. Memasang alarm pemberitahuan yang bekerja secara otomatis apabila terjadi bencana alam. Mendirikan pabrik pada lokasi dimana dapat dihindari bahaya-bahaya seperti banjir dan gempa bumi. Menyediakan daerah aman dalam lokasi pabrik.

10.5 Pengaturan Lingkungan Pabrik Penataan lingkungan

pabrik juga menjadi faktor penting yang

berpengaruh terhadap keselamatan kerja, sehingga perlu juga mendapat perhatian khusus. 1.

Lingkungan fisik Mesin peralatan kerja dan bahan produksi: Pengaturan letak mesin dan alat yang sedemikian rupa sehingga pekerja dapat melakukan pekerjaan dengan leluasa dan aman. Perencanaan mesin dan perlatan pabrik dengan memperhatikan segi keamanan. INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


KESELAMATAN KERJA

X−16

Mutu bahan dan peralatan yang dibeli terjamin kualitasnya. 2.

Lingkungan kerja Penempatan mesin yang teratur sehingga jarak antar mesin cukup lebar. Penempatan bahan atau sampah tak terpakai pada tempatnya. Halaman pabrik yang bersih. Penerangan yang cukup pada lingkungan pabrik. Pemasangan sistem alarm dan tanda bahaya seperti fire detector dan instrumennya. Lingkungan pabrik yang dilengkapi dengan ventilasi udara yang cukup dan diberi kipas penghisap (exhaust) untuk menjaga sirkulasi udara. Mengumandangkan safety talk atau peringatan kembali tentang pengaturan-pengaturan keselamatan kerja pada waktu-waktu tertentu


DUDDY & DEDY

BAB XI NERACA EKONOMI

11.1

DASAR ANALISA Analisa ekonomi dalam pra-rancangan pabrik adalah untuk memperoleh

tentang kelayakan penanaman modal dalam kegiatan industri. Dengan meninjau kebutuhan dari modal investasi, besarnya laba yang diperoleh, lamanya pengembalian modal investasi dan terjadi titik impas (Break Even Point) terhadap kapasitas produksi. Sehingga layak untuk mendirikan pabrik. Perkiraan harga dapat dihitung berdasarkan kapasitas produksi, jenis bahan dan harga peralatan produksi maupun penunjang. Perkiraan harga peralatan diambil berdasarkan indeks harga dari Marshall & Swift. Indeks harga pada tahun 2003 dan 2007 berturut-turut adalah 1117,4 dan 1160,55 Pada analisa ekonomi pra-rancangan pabrik ini digunakan beberapa asumsi, yaitu : ○ Pembangunan fisik pabrik akan dilaksanakan pada awal tahun 2007 dengan masa konstruksi dan instalasi selama 1 tahun, sehingga pabrik mulai beroperasi pada awal tahun 2008. ○ Jumlah hari kerja pabrik adalah 330 hari dalam setahun.


NERACA EKONOMI

XI−2

○ Shut down dilaksanakan selama 30 hari setiap tahun untuk perawatan dan perbaikan alat-alat pabrik secara menyeluruh. ○ Proses yang dijalankan secara kontinu. ○ Umur ekonomis pabrik 10 tahun. ○ Modal kerja diperhitungkan selama 3 bulan. ○ Asumsi nilai tukar rupiah terhadap mata uang dolar adalah stabil pada tahun 2007, yaitu 1 US $ = Rp 10.000,00 dengan inflasi sebesar 10 %. ○ Terjadi kenaikan harga produk dan bahan baku sebesar 5 %. ○ Tingkat suku bunga bank adalah sebesar 20 %. ○ Salvage value (nilai rongsokan) sebesar 10 % dari DFCI (tanpa tanah).. ○ Terjadi kenaikan gaji pegawai sebesar 10 % per dua tahun.

11.2

TOTAL MODAL INVESTASI (TCI)

Total Capital Investment (TCI) atau Total Modal Investasi adalah jumlah modal investasi tetap (F11ed Capital Investment/FCI) dan modal kerja (Working Capital Investment/WCI) yang diinvestasikan untuk mendirikan dan menjalankan pabrik. TCI = FCI + WCI Perhitungan Total Modal Investasi dapat dilihat pada lampiran E yang terdiri dari : ○ Investasi modal tetap (FCI)

= Rp. 305.257.820.000

○ Investasi modal kerja (WCI)

= Rp. 122.637.050.000

○ Investasi modal total (TCI)

= Rp. 427.894.870.000


DUDDY &DEDY


NERACA EKONOMI

XI−3

11.2.1 Modal Investasi Tetap (FCI) F11ed Capital Investment (FCI) adalah modal yang diperlukan untuk membeli peralatan yang dibutuhkan untuk proses operasi, FCI dibagi 2 yaitu : a. Modal Investasi Tetap Langsung (Direct F11ed Capital Investment, DFCI) DFCI merupakan barang-barang modal investasi tetap yang semuanya mempunyai umur lebih dari 1 tahun, oleh karena itu mengalami penyusutan nilai tersebut, maka timbul biaya yang diperhitungkan setiap tahunnya, sesuai dengan presentase nilainya. Modal Investasi Tetap Langsung meliputi : ○ Peralatan utama dan penunjang. ○ Instalasi peralatan. ○ Sistem perpipaan. ○ perlengkapan keselamatan kerja ○ Distributed Control System & instrumentasi terpasang ○ Instalasi listrik terpasang. ○ Bangunan dan tanah (termasuk perluasan). ○ Fasilitas dan prasarana. b. Modal Investasi Tetap Tak Langsung ( Indirect Fixed Capital Invesment, IFCI) IFCI merupakan modal investasi yang tidak diwujudkan langsung sebagai barang-barang investasi, tetapi merupakan modal yang dipergunakan untuk sarana pengadaan modal tetap, yang terdiri dari : ○ Kerekayasaaan dan pengawasan. ○ Biaya kontraktor dan konstruksi. ○ Biaya pra investasi (survei, feasibility study, dan perizinan)


DUDDY &DEDY


NERACA EKONOMI

XI−4

○ Bunga pinjaman selama masa konstruksi. ○ Produksi percobaan.

11.2.2 Investasi Modal Kerja (WCI) Modal kerja atau Working Capital Investment (WCI) adalah modal yang digunakan untuk membiayai seluruh kegiatan perusahaan dari awal produksi (disebut produksi komersial) sampai dengan terkumpulnya hasil penjualan dan cukup untuk memenuhi kebutuhan perputaran biaya operasional sehari-hari. Modal kerja terdiri dari : ○ Pembelian bahan baku. ○ Biaya Bahan Penunjang (solar dan listrik) ○ Utilitas. ○ Pembayaran gaji karyawan. ○ Quality Control. ○ Biaya pemeliharaan dan perbaikan. ○ Biaya penjualan dan distribusi.

11.2.3

Komposisi permodalan

○ Modal sendiri

: Rp. 262.294.870.000

○ Pinjaman bank

: Rp. 165.594.540.000

○ Suku bunga pinjaman

: 20 %

○ Jangka waktu pinjaman

: 5 tahun (termasuk grace period)

○ Grace periode

: 1 tahun (selama pembangunan pabrik)


DUDDY &DEDY


NERACA EKONOMI

XI−5

Pembayaran bunga pinjaman pertama dimasukkan dalam investasi modal tetap

tidak

langsung,

sedangkan

untuk

bunga

pinjaman

selanjutnya

diperhitungkan dalam biaya produksi (setelah masa konstruksi selesai dan pabrik berproduksi secara komersial). Pembayaran angsuran pertama dimulai pada akhir tahun pertama setelah pabrik berproduksi komersial.

11.3

TOTAL BIAYA PRODUKSI (TPC)

Biaya Produksi Total atau Total Production Cost (TPC) terdiri dari dua bagian : a. Manufacturing cost atau biaya yang diperlukan untuk membuat suatu produk, meliputi : 1. Direct cost, merupakan biaya yang langsung dikeluarkan untuk operasi pabrik, antara lain : ○ Biaya bahan baku. ○ Biaya sarana penunjang. ○ Gaji karyawan. ○ Pemeliharaan dan perbaikan. ○ Biaya royalti dan paten. ○ Biaya laboratorium. 2. Plant overhead cost, antara lain : ○ Pelayanan rumah sakit dan pengobatan. ○ Pemeliharaan pabrik secara umum. ○ Keamanan. ○ Salvage value ○ Biaya pengemasan.


DUDDY &DEDY


NERACA EKONOMI

XI−6

3. Fixed cost, adalah biaya yang konstan dari tahun ke tahun dan tidak berubah dengan adanya perubahan kapasitas produksi, antara lain : ○ Depresiasi. ○ Pajak. ○ Biaya asuransi. b. General expenses, yaitu biaya yang dikeluarkan untuk menunjang beroperasinya suatu pabrik, meliputi : 1. Biaya administrasi. 2. Biaya distribusi dan pemasaran. 3. Bunga bank. Perhitungan dilakukan dari tahun ke tahun berdasarkan kapasitas produksi. Kapasitas produksi ditingkatkan secara bertahap mulai dari 70% kapasitas terpasang pada tahun pertama, 100% kapasitas terpasang (kapasitas penuh) pada tahun kedua dan tahun ketiga serta seterusnya pada tahun kesepuluh.

11.4

HASIL ANALISA

11.4.1 Break Even Point (BEP) Break Even Point (BRP) atau titik impas adalah tingkat kapasitas produksi, dimana total penjualan produk sama dengan nilai total biaya yang dikeluarkan perusahaan untuk menghasilkan produk tersebut, dalam kurun waktu satu tahun.. Dari hasil analisa didapat BEP pada tahun ke-1, 3 dan 6 adalah masing-masing 32,5%, 26% dan 13% (Lampiran E).


DUDDY &DEDY


NERACA EKONOMI

XI−7

11.4.2 Laba Rugi Perhitungan laba rugi (Lampiran E) akan memberikan gambaran tentang kemampuan untuk mengembalikan modal investasi serta besarnya pajak perseroan. Laba yang diperoleh sangat tergantung pada penerimaan dan pengeluaran ongkos pabrik. Besarnya pajak penghasilan perseroan yang harus dibayar sesuai dengan besarnya laba kotor yang diperoleh dan dihitung berdasarkan undang-undang pajak penghasilan (PPh) yang berlaku ( lampiran E).

11.4.3. Internal Rate of Return (IRR) Analisa IRR adalah salah satu indikator untuk menilai kelayakan pelaksanaan pendirian suatu pabrik. IRR adalah tingkat bunga pinjaman investasi (rate of interest) dalam persen pada Net Present Value (NPV) = 0, dalam kurun waktu umur teknis mesin dan peralatan, atau kurun waktu pengembalian modal yang diharapkan lebih cepat dari umur teknis. IRR dihitung dengan cara mencari suku bunga yang memberikan net present value (NPV) dari cash flow sama dengan total investasi. Jika harga IRR lebih besar dari suku bunga deposito di bank, maka penanaman modal dalam usaha ini layak dilakukan, dan jika sebaliknya berarti penanaman modal tidak layak dilakukan, dengan kata lain akan lebih menguntungkan jika modal tersebut ditanamkan dalam bentuk deposito di bank. Dari hasil analisa yang dilakukan, didapatkan nilai IRR sebesar 37,49 %, hal ini berarti dengan asumsi bahwa bunga bank berjalan sebesar 20 % /tahun, maka pabrik ini layak (feasible) untuk didirikan.


DUDDY &DEDY


NERACA EKONOMI

XI−8

11.4.4. Minimum Payback Period (MPP) Minimum Payback Period (MPP) adalah jangka waktu minimum pengembalian modal investasi. Pengembalian berdasarkan laba bersih ditambah biaya penyusutan (depresiasi) yang biasa disebut dengan Net Cash Flow (NCF). Perhitungan MPP dapat dilakukan dengan cara menjumlah laba bersih dan penyusutan tiap tahun sampai diperoleh jumlah yang sama dengan jumlah investasi modal tetap. Berdasarkan hasil analisa didapatkan nilai MPP selama 4 tahun 5 bulan 29 hari.


DUDDY &DEDY

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

A.1 KAPASITAS PRODUKSI •

Kapasitas produksi Linear AlkylBenzene Sulfonate (HLAS) dalam ton/tahun: Kapasitas produksi = 60.000 ton/tahun

•

Kapasitas produksi (HLAS) dalam kg/jam : Shut down dilakukan 1 kali setiap 1 tahun selama 30 hari. Sehingga waktu operasi dalam 1 tahun = ( 360 - 30 )hari = 330 hari Kapasitas produksi = 60.000 ton/tahun x

1.000 kg 1 tahun 1 hari × × 1 ton 330hari 24jam

Kapasitas produksi = 7.575,76 kg/jam •

Kemurnian Produk

•

:

HLAS

= 97,60 % minimum

LAB

= 0,90 % maximum

H2O

= 0,5 % Maximum

H2SO4

= 1 % Maximum

Bahan baku yang digunakan adalah normal-paraffin (linear paraffin) Tipikal specs n-paraffin yang diinginkan adalah: -

•

Dengan kandungan rantai C10-C13 (rantai dianggap rata-rata C12) C12H26 ( n-Dodecane)

: 93%

Kandungan rantai C14H30 (n-Tetradecane)

: < max 7%

Total kebutuhan n-paraffin -

C12H26 (n-Dodecane)

= 20785,68 kg/jam = 93% x 20785,68 kg/jam



A−2

= 19330,68 kg/jam - C14H30 (n-Tetradecane)

= 7% x 20785.68 kg/jam = 1455,00 kg/jam

Tabel A.1 Data Berat Molekul Komponen

BM (kg/kmol)

C12H26 (n-Dodecane)

170

C14H30 (n- Tetradecene)

198

C12H24 (1-dodecene)

168


196

H2

2

LAB

246

Benzen

78

SO3

80

A.2 Dehidrogenasi Fungsi

: Tempat berlangsungnya reaksi pemutus ikatan rangkap dari n-parafin menjadi mono-olefin dengan bantuan katalis

Kondisi operasi

: 140 oC ; 1 atm

Jumlah

: 1 buah Raw material Aliran 5

Aliran 6 Gambar A.1 Reaktor dehidrogenasi (R-01)


DUDDY & DEDY


•


A−3

Reaksi Reaksi pemutus ikatan rangkap dari n-parafin menjadi mono-olefin 1. pemutus ikatan rangkap dari n-dodecane (C12H26) menjadi

1-dodecene

(C12 H24) mengikuti reaksi (1) : C12H26

C12 H24

n-dodecane

+

1-dodecene

H2

(1)

hidrogen

hasil dehidrogenasi yang diinginkan adalah campuran paraffin-olefin dengan perbandingan massa 80% : 20% Konversi 1-dodecene (olefin C12)

= 20 %

o Masa C12H26 (n-Dodecane)

= 19330,68 kg/jam

o BM C12H26 (n-Dodecane)

= 170 kmol/kg

o Mol C12H26 (n-Dodecane) mula-mula

= masa / BM = 113,71 kmol/jam

• Rx 1 C12H26

C12 H24

m

113,71

-

-

rx

X

X

X

X

X

sisa

113,71 – X

o BM 1-dodecene

+

H2

= 168 kmol/kg

o Mol n-dodecane bereaksi (X) = (113,71 – X ) x 170 = 8 168 X

2

X = 22,96 kmol o Mol n-dodecane sisa

= 113.71 – X = (113,71 – 22,96 ) kmol = 90,75 kmol

o Masa n-dodecane sisa

= 90,75 x 170 = 15427.81 kg/jam

o Mol 1-dodecene (olefin C12) yang terbentuk INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

= X DUDDY & DEDY


A−4


= 22,96 kmol o Masa 1-dodecene (olefin C12) yang terbentuk

= 22,96 x 168 = 3856.95 kg

Reaksi yang terjadi : C12H26

C12 H24

+

H2

Awal : 113,71

-

Reaksi : 22,96

22,96

22,96

(kmol)

Sisa

22,96

22,96

(kmol)

90,75

2. pemutus ikatan rangkap dari n-Tetradecane menjadi 1-Tetradecene mengikuti reaksi (2) : C14H30

C14 H38

n-Tetradecane

+

1-Tetradecene

H2

(2)

hidrogen

Konversi 1-Tetradecene (olefin C14)

= 20 %

o Masa C14H30 (n- Tetradecene)

= 1455,00 kg/jam

o BM C14H30 (n- Tetradecene)

= 198 kmol/kg

o Mol C14H30 (n- Tetradecene) mula-mula


• Rx 2 C14H30 m

7,35

rx

X

sisa

C14 H28

7,35 – X

+

H2

-

-

X

X

X

X

o Masa C12H26 (n-Dodecane) sisa

= 90,75 mol x 168 kmol/kg = 15.427,81 kg/jam

o Masa C14H30 (n- Tetradecene) sisa (X)

= (7/93) x 15.427,81 = 1.161,233 kg/jam

o Mol C14H30 (n- Tetradecene) sisa (X)


o Mol C14H30 (n- Tetradecene) bereaksi INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

= (7,35 – 5,86 ) kmol DUDDY & DEDY



A−5

= 1,48 kmol o Mol 1-Tetradecene (olefin C14) terbentuk

= 1,48 kmol

o Masa 1-Tetradecene (olefin C14) terbentuk

= 1,48 x 196 kmol = 290,80 kg

Reaksi yang terjadi : C14H30

C14 H28 +

H2

m

7,35

-

-

rx

1,48

1,48

1,48

sisa

5,86

1,48

1,48

Sebelum H2 terbentuk dari reaksi dehidogenasi adanya penambahan H2 pada saat start up berfungsi untuk media dan menambah tekanan dalam reaktor, selanjutnya H2 start up akan tergantikan oleh H2 yang di recyle dan sebagian Hasil dari dehidrogenasi itu sendiri dipisahkan melalui separator 1 (S-01).

sedangkan perbandingan mol H2 : parrafin adalah

=

2

:

o H2 reaksi 1

227,42 :

o H2 reaksi 2

14,70

o maka mol total H2 yang dibutuhkan

= (227,42

1 113,71

:

7,35

+ 14.70) kmol

= 242,12 kmol = 484,23 kg/jam o masa H2 pada saat start up

= masa H2 yang dibutuhkan = 484,23 kg/jam

o Massa H2 hasil reaksi 1

= 22,96 x 2 = 45,92 kg/jam

o masa H2 hasil reaksi 2

= 1,48 x 2 = 2,97 kg/jam

o Total masa H2 hasil dari reaksi

= masa H2 yang terbentuk = H2 rx1 + H2 rx2 = (45,92 + 2,97) kg = 48,88 kg

o Total masa H2 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

= H2 rx + H2 yang dibutuhkan DUDDY & DEDY



A−6

= (48,88 + 484,23) kg = 533,12 kg /jam o Massa H2 yang direcycle

= Total masa H2 – masa hasil reaksi = (533,12 – 48,88 ) kg/jam = 484,23 kg/jam

o Masa H2 ketengki penyimpanan = masa hasil reaksi = 48,88 kg/jam •

Aliran 4 o Massa n-parafin

= Masa n-Dodecane + Masa n-Tetradecene = 19.330,68 + 1.455,00 kg = 20785,68 kg/jam

•

Aliran 13 o Massa H2 yang direcycle

= Masa H2 recycle = 484,23 kg/jam

•

Aliran 5 = aliran 4 + aliran 13 o Masa C12H26 (n-dodecane) sisa

= 90,75 x 170 = 15427.81 kg/jam

o Masa 1-dodecene (olefin C12) yang terbentuk

= 22,96 x 168 = 3856.95 kg/jam

o Masa C14H30 (n- Tetradecene) sisa

= (7/93) x 15.427,81 = 1.161,233 kg/jam


= 1,48 x 196 kmol = 290.80 kg

o Masa H2 recycle


= 484,23 kg

DUDDY & DEDY



A−7

Tabel A.2 Neraca massa reaktor (R-01) Masuk (kg)

komponene

Aliran 4

Keluar (kg)

Aliran 13

Aliran 6

n-Dodecane

19.330,68

15.427,81

n-Tetradecene

1.455,00

1.161,233

1-dodecene (olefin C12)

3.856,95


290,80

H2

484,23

Total

533,12

21.269,91

21.269,91

A.3. SEPARATOR (S-01) Fungsi

: Memisahkan n-parafin dan mono-olefin dari gas H2.

Kondisi operasi : 35oC ; 1 atm Jumlah

: 1 buah Aliran 9 Aliran 8

Aliran 14

Gambar A.2. Separator (S-01) Dari Simulation Chemical engineering Sofware (Hysy) pada shu 35 oC tekanan 1 atm, Kemurnian produk H2 (aliran 9) adalah sebesar 100 % teruapkan. Masa masuk separator 1 adalah masa hasil dari reaktor dehidrogenasi (R-01) •

Aliran 8 ( aliran masuk) Aliran 8 = Aliran 7 = Aliran 6 o Massa n-Dodecane

= 15.427,81 kg

o Massa n-Tetradecene

= 1.161,233 kg

o Massa 1-dodecene (olefin C12)

= 3.856,95


kg DUDDY & DEDY


•

•


o Massa 1-Tetradecene (olefin C14)

= 290,80

kg

o Massa H2

= 533,12

kg

A−8

Aliran 14 (aliran bawah) o Massa n-Dodecane

= 15.427.81 kg

o Massa n-Tetradecene

= 1.161,233 kg

o Massa 1-dodecene (olefin C12)

= 3.856,95

kg

o Massa 1-Tetradecene (olefin C14)

= 290,80

kg

= 533,12

kg

Aliran 9 (aliran atas) o Massa H2

Tabel A.3 Neraca massa di Separator (S) Masuk (kg) Komponen

Keluar (kg)

Aliran 8

Aliran 14

Massa n-Dodecane

15.427,81

15.427,81

Massa n-Tetradecene

1.161,233

1.161,233

Massa 1-dodecene (olefin C12)

3.856,95

3.856,95

Massa 1-Tetradecene (olefin C14)

290,80

290,80

Massa H2 Total

533.12 21.269,91

Aliran 9

533,12 21.269,91

A.4 R-ALKYLASI (R-02) Fungsi

: Tempat berlangsungnya reaksi pembentukan Linear Alkyl Benzen (LAB) hasil dari reaksi adisi antara olefin dengan benzen

Kondisi operasi : 140oC, 4 atm Konversi

: 100 % terhadap olefin

Jumlah

: 1 buah


DUDDY & DEDY



A−9

Aliran 17

Aliran 18 Gambar A.3. Reaktor Alkylasi (R-02)

Umpan masuk benzen, olefin dan parafin dengan rasio benzen dan olefin 1 : 1 s/d 100 : 1. untuk perbandingan ini diambil rasio benzen : olefin = 3 : 1 rasio ini diambil agar benzen sisa yang akan direcycle tidak terlalu besar sedangkan olefin (C12H24) akan habis (tak berlebih) membentuk Linear Alkyl Benzen. •

Reaksi Reaksi pembentukan Linear Alkyl Benzen (LAB) 1. Reaksi pembentukan LAB dari 1-dodecene (olefin C12H24) mengikuti reaksi (3) : C12H24 1-dodecene

+ C6H6

C12H25C6H5

benzen

o total mol olefin

(3)

LAB

= Mol 1-dodecene + Mol 1-Tetradecene = (22,96 + 1,48) kmol = 24.44 kmol

Perbandingan molar benzene : olefin =

3

:

1

73,33 : 24,44 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



o Mol 1-dodecene (olefin C12) mula-mula

= 22,96 kmol

o Masa 1-dodecene (olefin C12) mula-mula

= 22,96 x 168

A−10

= 3856.95 kg o Mol LAB yang terbentuk

= (1/1) x mol olefin C12 = (1/1) x 22,96 kmol = 22,96 kmol

o Masa LAB yang terbentuk

= 22,96 x 246 = 5647.68 kg/jam

o Mol Benzen mula-mula

= Total kebutuhan bahan baku Benzen = 73.33 kmol

o Masa Benzen mula-mula

= 73.33 x 78 = 5719.36 kg

o Mol Benzen bereaksi

= mol LAB terbentuk = 22,96 kmol

o Masa Benzen bereaksi

= 22,96 x 78 = 1790.73 kg

o Mol Benzen sisa

= Benzen mula-mula - Benzen bereaksi = (73.33 - 22,96) kmol = 50.37 kmol

o Masa Benzen sisa

= 50.37 kmol x 78 kg/kmol = 3928.63 kg

Rx1 yang terjadi : C12H24

+ C6H6

m

22,96

73.33

-

rx

22,96

22,96

22,96

kmol

0

50.37

22,96

kmol

sisa

C12H25C6H5

2. Reaksi pembentukan Heavy Alkylat dari 1-Tetradecene (olefin C14H28) mengikuti reaksi (4) : C14H28 1-Tetradecene

+ C6H6 benzen


C14H29C6H5 Heavy Alkylat

DUDDY & DEDY



o Mol 1-Tetradecene (olefin C14) mula-mula

= 1,48 kmol

o Masa 1-Tetradecene (olefin C14) mula-mula

= 1,48 x 196

A−11

= 290,80 kg o Mol Heavy Alkylat terbentuk = (1/1) x mol olefin C14 = (1/1) x 1,48 kmol = 1,48 kmol o Masa Heavy Alkylat terbentuk= 1,48 x 274 = 406,52 kg/jam o Mol Benzen mula-mula

= Mol Benzen sisa rx1 = 50,37 kmol

o Masa Benzen mula-mula

= 50,37 x 78 = 3928,63 kg

o Mol Benzen bereaksi

= mol Heavy Alkylat terbentuk = 1,48 kmol

o Masa Benzen bereaksi

= 1,48 x 78 = 406.52 kg/jam

o Mol Benzen sisa

= Benzen mula-mula - Benzen bereaksi = (50.37 - 1,48) kmol = 48,88 kmol

o Masa Benzen sisa

= 48,88 kmol x 78 kg/kmol = 3812,91kg

Rx2 yang terjadi : C14H28

+ C6H6

m

1,48

50,37

-

rx

1,48

1,48

1,48

0

48,88

1,48

sisa


C14H29C6H5

DUDDY & DEDY


•


A−12

Aliran 17 o Masa C12H26 (n-dodecane) sisa

= 90,75 x 170 = 15427.81 kg/jam

o Masa 1-dodecene (olefin C12) yang terbentuk

= 22,96 x 168 = 3856.95 kg/jam


= (7/93) x 15.427,81 = 1.161,233 kg/jam


= 1,48 x 196 kmol = 290,80 kg

o Massa (C6H6) make up

= Total kebutuhan bahan baku Benzen – Benzen recycle = (5719,36 – 3812,91) kg/jam = 1.906,45 kg/jam

o Masa Benzen recycle •

= 3.812,91 kg/jam

Aliran 18 o Masa LAB yang terbentuk

= 22,96 x 246 = 5647.68 kg/jam

o Masa Benzen sisa

= 3812,91kg

o Masa C12H26 (n-dodecane) sisa

= 90,75 x 170 = 15427.81 kg/jam


= 1.161,233 kg/jam

o Masa Heavy Alkylat terbentuk

= 1,48 x 274 = 406,52 kg/jam


DUDDY & DEDY



A−13

Tabel A.4 Neraca massa di Reaktor Alkylasi (R-02) komponene

Masuk (kg)

Keluar (kg)

Aliran 17

Aliran 18

Benzen make up

3.812,91

Benzen recycle

1.906,45


15.427,81

15.427,81


1.161,233

1.161,233

LAB

5.647,68

Heavy Alkylat

406,52

Total

26.456,15

26.456,15

A.5 STRIPPER (ST-01) Fungsi

: Untuk memisahkan produk benzen dari komponen LAB, n-parafin (C12H26 (n-dodecane) sisa ,C14H30 (n- Tetradecene) sisa) dan Heavy Alkylat berdasarkan fasa (cair-gas)

Kondisi operasi : 124.85 oC ; 1 atm Jumlah

: 1 buah

Gambar A.4. kolom Striper (ST-01)

Produk yang diinginkan adalah benzen dengan kemurnian 100 %, asumsi ini dilihat dari perbedaan titik didih masing – masing komponen sangat jauh


DUDDY & DEDY



A−14

hanya benzen yang mempunyai titik didih paling rendah 80 oC komponen yang lain diatas 215 oC, oleh karna itu benzen dengan pemanasan 225.98 oC akan mudah teruapkan. Selain itu benzen akan di recycle kembali keunit Alkylasi dimana benzen yang yang dibutuhkan harus sesui dengan spac bahan feed alkylasi. •

Aliran 20 (Komponen masuk Striper-01) o Masa LAB yang terbentuk

= 22,96 x 246 = 5647,68 kg/jam

o Masa Benzen sisa

= 3812,91kg


= 90,75 x 170 = 15.427,81 kg/jam


= 1.161,233 kg/jam


= 1,48 x 274 = 406,52 kg/jam

•

Aliran 21 ( Produk Atas) o Masa Benzen sisa

•

= 3812,91kg

Aliran 23 (Produk Bawah) o Masa LAB yang terbentuk

= 22,96 x 246 = 5647.68 kg/jam


= 90,75 x 170 = 15427.81 kg/jam


= 1.161,233 kg/jam


= 1,48 x 274 = 406,52 kg/jam


DUDDY & DEDY



A−15

Tabel A.5 Neraca massa di STRIPPER (ST-01) Masuk (kg)

komponene

Aliran 20

Keluar (kg) Aliran 21

Aliran 23

LAB

5647,68

5647,68

Benzen sisa

3812,91


15.427,81

15.427,81


1.161,233

1.161,233

Heavy Alkylat

406,52

406,52

Total

26.456,15

3812,91

26.456,15

A.6 STRIPER (ST-02) Fungsi

: Untuk memisahkan produk n-parafin (C12H26 (n-dodecane) sisa, C14H30 (n- Tetradecene sisa) dari komponen LAB, dan Heavy Alkylat berdasarkan fasa (cair-gas)


: 1 buah


Produk yang diinginkan adalah n-parafin dengan kemurnian 100 %, asumsi ini dilihat dari kebutuhan bahan baku yang di recycle harus sesuai dengan spac bahan yang diinginkan yang akan dicampur kembali dengan n-parafin dari tangki bahan baku sebelum masuk unit R-Dehidrogenasi. Selain itu n-parafin dari perbedaan titik didih masing – masing komponen sangat jauh hanya n-parafin INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



A−16

yang mempunyai titik didih paling rendah yaitu 216 oC sedagkan komponen yang lain diatas 327 oC, oleh karna itu dengan pemanasan 328.96 oC n-parafin akan mudah teruapkan..


= 22,96 x 246 = 5647.68 kg/jam


= 90,75 x 170 = 15427.81 kg/jam


= 1.161,233 kg/jam


= 1,48 x 274 = 406,52 kg/jam

•

Aliran 25 ( Produk Atas yaitu : n-parafin) o Masa C12H26 (n-dodecane) sisa

= 90,75 x 170 = 15427.81 kg/jam

o Masa C14H30 (n- Tetradecene) sisa •

= 1.161,233 kg/jam

Aliran 26 (Produk Bawah) o Masa LAB yang terbentuk

= 22,96 x 246 = 5647.68 kg/jam


= 1,48 x 274 = 406,52 kg/jam

Tabel A.6 Neraca massa di STRIPPER (ST-02) komponene

Masuk (kg) Aliran 24

Keluar (kg) Aliran 25

LAB

5647,68


15.427,81

15.427,81


1.161,233

1.161,233

Heavy Alkylat

406,52

Total

22.643,25


Aliran 26 5647,68

406,52 22.643,25

DUDDY & DEDY



A−17

A.7 STRIPPER (ST-03) Fungsi

: Untuk memisahkan produk komponen LAB dari Heavy Alkylat berdasarkan fasa (cair-gas)


: 1 buah


Produk yang diinginkan adalah LAB dengan kemurnian 100 %, asumsi ini dilihat dari produk akhir yang dihasil mempunyai komposisi LAB: 96 % minimum, H2O: 1 % Maximun dan H2SO4: 1,30 % Maximun. Jika LAB feed masuk masih mempunyai komponen Heavy Alkylat akibatnya berdampak pada produk akhir yang dihasilkan tidak bagus kualitasnya •


= 22,96 x 246 = 5647.68 kg/jam


= 1,48 x 274 = 406,52 kg/jam

•

Aliran 32 ( Produk Atas yaitu : LAB) o Masa LAB yang terbentuk

= 22,96 x 246 = 5647.68 kg/jam

•

Aliran 30 (Produk Bawah) o Masa Heavy Alkylat terbentuk

= 1,48 x 274 = 406,52 kg/jam


DUDDY & DEDY



A−18

Tabel A.7 Neraca massa di STRIPPER (ST-03) Masuk (kg)

Keluar (kg)

komponene Aliran 29 LAB

5647,68

Heavy Alkylat

406,52

Total

6.054,20

Aliran 30

Aliran 32 5647,68

406,52 6.054,20

A.8 VAPORIZER ( V – 01 ) : Menguapkan fasa bahan baku SO3 cair menjadi SO3

Fungsi

uap yang akan masuk ke reaktor. Kondisi operasi : 45 oC ; 1 atm Jumlah

: 1 buah

Gambar A.7. Vaporizer (V-01)

Menurut Riegel perbandingan SO3 uap dengan LAB adalah dalam kmol = 1.03

:

1 adalah = 23,65

: 22,96

Feed masuk Vaporizer adalah berasal dari tengki bahan baku dengan kebutuhan SO3 adalah = 23,65 = 23,65

x BMSO3 x 80 kg/kmol

= 1891,74 kg/jam feed masuk vaporizer sebesar 1891.74 kg/jam di uapkan semua menuju reaktor Sulfonasi


DUDDY & DEDY



A−19

Tabel A.8 Neraca massa di VAPORIZER (V – 01) komponene

Masuk (kg)

Keluar (kg)

Aliran 41

Aliran 42

SO3 cair

1.891,74

SO3 uap

1.891,74

Total

1.891,74

1.891,74

A.9. PENGERING UDARA Fungsi

: Menyaring dan mengeringkan udara

Aliran 43

PU

Aliran 45 Gambar A.8. Pengering udara (PU-01)

Menurut Riegel Perbandingan Volume Udara Kering dengan SO3 = 93 % : 7 % Maka Udara masuk

= 93/7 x SO3 uap = 93/7 x

23,65

= 314,16 kmol Massa Udara Kering

= 314,16 x BM = 314,16 x 29 = 9.110,77 kg/jam

Udara masuk pada suhu

= 45 oC

Relatif humidity Rh

= 0.60


DUDDY & DEDY


Ya


A−20

= 0.017b moisture/lb dry air

udara masuk = udara kering + (udara kering x Ya) kg udara basah /jam Jadi udara basah masuk

= 9.110,77

+ ( 9110.77 x 0.017 )

= 9.265,65 Air yang hilang

kg udara basah/jam

= udara basah masuk - Udara Kering = 9.265,65 - 9.110,77 = 154,88 kg /jam

Tabel A.9 Neraca massa di Pengering Udara komponene Udara basah

Masuk (kg)

Keluar (kg)

Aliran 45

Aliran 43

9.265,65

Udara kering

9.110,77

Air yang hilang

154,88

Total

9.265,65

9.265,65

A.10 REAKTOR SULFONASI ( R – 03 ) Fungsi

: Tempat terjadinya Menguapkan fasa bahan baku SO3 cair menjadi SO3 uap yang akan masuk ke reaktor.

Kondisi operasi : 45 oC ; 1 atm Jumlah

: 1 buah Aliran 34

Aliran 44 Aliran 35 Gambar A.9. Reaktor Sulfonasi (R-03) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


A−21


Menurut Riegel konversi pada R-Sulfonasi adalah = 99 % •

Reaksi Reaksi pembentukan Linear Alkyl Benzene Sulphonate Acid (HLAS) dari LAB dengan Sulfur Trioxide (C12H25.C6H4.SO3H) mengikuti reaksi (5) : C6H5C12H25 + LAB

SO3

C12H25.C6H4.SO3H

Sulfur Trioxide

(5)

HLAS

o Masa LAB yang terbentuk berasal dai Striper (S-03)

= 22,96 x 246 = 5647,68 kg/jam

o Mol LAB yang bereaksi

= 99% x 22,96 = 22,68 kmol

o Masa LAB yang bereaksi

= 22.68 kmol x 246 kg/kmol = 5.579,41 kg

o Mol LAB yang sisa

= Mol LAB mula-mula – Mol LAB bereaksi = (22,96 – 22.68) kmol = 0,28 kmol

o Masa LAB yang sisa

= 0,28 kmol x BMLAB = 0,28 kmol x 246 = 68,28 kmol

o Mol HLAS yang terbentuk

= Mol LAB yang bereaksi = 22,68 kmol

o Masa HLAS yang terbentuk = 22,68 x BMHLAS = 22,68 x 326 = 7393.84 o Mol SO3 mula –mula

= 1,03

x mol LAB mula – mula

= 1,03 x 22,96 kmol = 23.65 kmol o Masa SO3 mula –mula

= 23,65

x BMSO3

= 23,65

x 80 kg/kmol

= 1891,74 kg/jam o Mol SO3 yang bereaksi

= Mol HLAS yang terbentuk = 22,68 kmol

o Masa SO3 bereaksi INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

= 22,68 x BMSO3 DUDDY & DEDY



A−22

= 22,68 kmol x 80 kg/kmol = 1814.43 kg o Masa SO3 sisa

= Masal SO3 mula – Masa SO3 bereaksi = (1891,74 – 1814.43) kg = 77.30 kg

Maka reaksi yang terjadi : C6H5C12H25 +

SO3

C12H25.C6H4.SO3H

m

22,96

23.65

-

rx

22,68

22,68

22,68

sisa

0.28

0.97

22,68

Tabel A.10 Neraca massa di Reaktor Sulfonasi (R-03) komponene C6H5C12H25

Masuk (kg) Aliran 34

Aliran 44

5.647,68

Keluar (kg) Aliran 35 68,28

SO3

1.891,74

77,30

Udara kering

9.110,77

9.110.77

C12H25.C6H4.SO3H Total


7.393,84 16.650,19

16.650,19

DUDDY & DEDY



A−23

A.11 SEPARATOR (S - 02) Fungsi

: Memisahkan SO3 uap sebagian

Kondisi operasi : 455oC ; 1 atm Jumlah

: 1 buah

Aliran 36 Aliran 35

Aliran 38

Gambar A.10. Separator (S-02) Dari Simulation Chemical engineering Sofware (Hysy) pada shu 45 oC tekanan 1 atm Kemurnian produk SO3 (aliran 36) adalah sebesar 20% •

Aliran 36 o Masa SO3

= Masal SO3 mula – Masa SO3 bereaksi = (1891,74 – 1814,43) kg = 77,30 kg

o Masa SO3 20 %

= 20 % x Masal SO3 mula-mula = 20 % x 77,30 kg = 15,46 kg

•

Masa SO3 80 %

= Masa SO3 – Masa SO3 20 % = (77,30 – 15,46) kg = 61,84 kg


DUDDY & DEDY


A−24


Tabel A.11 Neraca massa di Separator (S-02) komponene

Masuk (kg)

Keluar (kg)

Aliran 35

Aliran 36

Aliran 38

SO3

77,30

15,46

61,84

Udara kering

9.110.77

9.110.77

C12H25.C6H4.SO3H

7.393,84

7.393,84

C6H5C12H25

68,28

68,28

Total

16.650,19

16.650,19

A.12 STABILIZER WATER ( SW – 01 ) : Untuk mencuci asam dari SO3 dengan H2O dan menstabilsasi

Fungsi

hasil produk yang di inginkan Kondisi operasi : 45 oC ; 1 atm Jumlah

: 1 buah

Aliran 38

Aliran 39

Aliran 40 Gambar A.10. Stabilizer water (SW - 01)

SO3 sisa dari proses sulfonasi akan di stabilkan dengan H2O 0.5 % menjadi H2SO4 dimana H2SO4 yang diijinkan komposisinya adalah maksimal 1,30 %.


DUDDY & DEDY


•


A−25

Reaksi Reaksi pembentukan H2SO4 dari SO3 dengan H2O mengikuti reaksi (6) : SO3 + Sulfur Trioxide

H2O air

H2SO4

(6)

sulfur acid

o Kapasitas produksi

= 7.575,76 kg/jam

o Masa H2SO4 diinginkan

= H2SO4 yang terbentuk = 1 % x Kapasitas produksi = 1 % x 7.575,76 kg/jam = 75,76 kg

o Mol H2SO4 diinginkan

= 75,76 kg / BMH2SO4 = 75,76 kg / 98 = 0,77 kmol

o Masa H2O diinginkan

= Masa H2O sisa = 0.5 % x Kapasitas produksi = 20 % x 7.575,76 kg = 37,88 kg

o Mol H2O yang dibutuhkan

= mol sisa H2O = 37.88 / 18 = 2,10 kmol

o Mol H2O yang bereaksi

= Mol H2SO4 diinginkan = 0,77 kmol

o Masa H2O yang bereaksi

= 13,95 kg

o Total kebutuhan H2O

= Mol H2SO4 diinginkan + Mol H2O rx = 2,10 kmol + 0,77 kmol = 2,88 kmol

o Maka kebutuhan H2O

= 2,88 kmol x BMH2O = 2,88 x 18 = 51.79 kg

o Masa HLAS yang terbentuk = Masa Hlas yang berasal dari R-Sulfonasi = 22,68 x BMHLAS INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



A−26

= 22,68 x 326 = 7393.84 kg o Masa LAB yang sisa

= 0,28 kmol x BMLAB = 0,28 kmol x 246 = 68,28 kmol

Asumsi komposisi H2SO4 yang diambil adalah 1 % dari kapasitas pabrik, tujuannya agar tidak adanya SO3 sisa yang akan mempengaruhi kualitas produk akhir yang diinginkan

Reaksi yang terjadi : SO3 +

H2O

H2SO4

m

0.77

2,88

-

rx

0.77

0,77

0.77

0

2,10

0.77

sisa

Tabel A.12 Neraca Masa Stabilizer Water Masuk (kg)

Keluar (kg)

Komponen Aliran 38 H2O SO3

Aliran 39

Aliran 40

51.79

37,88

61,84

H2SO4

75,76

LAB

68,28

68,28

HLAS

7393,84

7393,84

Total


7.575,76

7.575,76

DUDDY & DEDY




A−27

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI

•

Basis perhitungan : 1 jam

•

Panas yang dibawa oleh bahan dihitung menggunakan persamaan:

T

∆H = n . ∫ Cp.dT TRef

(

)

(

)

(

B C D  2 3 4 ∆H = n A(T − Tref ) + T 2 − Tref + T 3 − Tref + T 4 − Tref 2 3 4 

) + E5 (T

5

Dimana,

∆H

= Panas yang dibawa bahan (kJ)

n

= Mol bahan (kmol)

T

= Temperatur bahan (K)

TRef

= Temperatur referensi 25oC = 298,15 K

Cp

= Kapasitas panas bahan (kJ/kmol.K)

A,B,C,D,E

= Koefisien regresi (kJ/kmol.K)

Tabel B-01. Konstanta Kapasitas panas (Cp) untuk Dowtherm A Komponen

A

B

C

D

(C6H5)2O

109.032

1.19E+00

-2.58E-03

2.30E-06

(C6H5)2

27.519

1.54E+00

-3.16E-03

2.58E-06

Sumber: Chemical Properties Hand Book’s”McGraw-Hill”

)

5  − Tref 


B−2

PERHITUNGAN NERACA ENERGI

Tabel B-02. Konstanta kapasitas panas untuk gas (Cp). Komponen

A

B

C

D

E

heavy alkylate (C20H34)

212.231

2.1300E-02

-1.7560E-02

3.8122E-06

3.2190E-10

n-Dodecylbenzenee/LAB (C18H30)

106.695

7.7940E-01

5.8463E-04

-9.4160E-07

3.0390E-10

paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30)

115.502

6.0880E-01

6.8040E-04

-9.7090E-07

3.0756E-10

olefin/ 1- tetra decane C14 (C14H28)

167.903

3.1544E-01

1.0739E-03

-1.2000E-06

3.6046E-10

Paraffin C12 (C12H26) Dodecene

71.498

7.2559E-01

1.1553E-04

-4.1190E-07

1.4140E-10

olefin/ 1 1 dodecane C12 (C12H24)

83.102

6.2740E-01

2.2136E-04

-4.7930E-07

1.5890E-10

benzenee (C6H6)

-31.368

4.7600E-01

-3.1137E-04

8.5237E-08

-5.0524E-12

SO3

22.466

1.1980E-01

-9.0840E-05

2.5503E-08

-7.9020E-13

H2SO4

26.004

7.0370E-01

-1.3856E-03

1.0342E-06

-4.6870E+11

H2O

33.933

-8.4180E-03

2.9906E-05

-1.7825E-08

3.6930E-12

H2

25.399

2.0178E-02

-3.8546E-05

3.1880E-08

-8.7585E-12


Tabel B-03. Konstanta kapasitas panas untuk liquid (Cp). Komponen

A

B

C

D


206.361

1.9900E+02

-1.3300E-03

4.4220E-06


202.922

2.0826E+01

-4.5470E-03

4.2038E-06


111.814

2.2090E+00

-5.2250E-03

5.0865E-06

olefin/ 1- tetra decane C14 (C14H28)

135.178

2.0930E+00

-5.0407E-03

5.0893E-06


84.485

2.3580E+00

-5.0980E-03

5.2186E-06

olefin/ 1 1 dodecane C12 (C12H24)

129.203

1.5840E+00

-4.0461E-03

4.3850E-06

benzenee (C6H6)

-31.662

1.3043E+00

-3.6078E-03

3.8243E-06

SO3

5064.851

4.1900E+01

1.1950E-01

1.1117E-04

H2SO4

26.004

7.0370E-01

-1.3850E-03

1.0342E-06

H2O

92.053

-3.9950E+01

-2.1100E-04

5.3469E-07

H2

50.607

-6.1136E+00

3.0930E-01

-4.1470E-03

Sumber: Chemical Properties Hand Book’s ”McGraw-Hill”


DUDDY & DEDY



B−3

B.1 Neraca Energi Pada Unit Produksi Mono-Olefin B.1.1 Neraca Energi Pada Tri Valve Keterangan : Pada tri valve terjadi pencampuran bahan baku dari tangki penampungan pada suhu 30oC dengan n-paraffin recycle dari unit stripper (ST-02) pada suhu 30oC. bahan keluar dari Reaktor (R-01) panasnya dimanfaatkan untuk memanaskan bahan hasil dari tri valve, melalui Heat Exchanger (HE-01). Pada tri valve tidak terjadi perubahan temperatur dan tekanan. Suhu keluar tri valve tetap 30oC

A. Energi Masuk = Energi Keluar Aliran 1 + Aliran 27 = Aliran 2 Keterangan : Karena pada tri valve tidak terjadi perubahan suhu, maka energi masuk trivalve pada aliran 1 dan aliran 2 ini tetap sama dengan energi keluar tri valve pada suhu kamar (30oC). T masuk

= 30 oC

T referensi

= 25 oC

Contoh perhitungan entalpi (∆H) untuk n-paraffin (C12H26)cair Pada T = 303 K : Dengan nilai: A

= 84.485

D

= 5.2186E-06

B

= 2.3580E+00

n

= 113,71 kmol

C

= -5.0980E-03

303

∆H

= n . ∫ CpdT 298

∫ CpdT = A(T − Tref ) + 2 (T

303

B

2

)

2 − Tref +

298


(

)

(

C 3 D 3 4 T − Tref + T 4 − Tref 3 4

)

+

(

E 5 5 T − Tref 5

DUDDY & DEDY

)



B−4

303

∫ CpdT

= [84.485 (303-298)]– [2.3580E+00.1/2(3032–2982)] + [-5.0980E-031/3 (3033–

298

2983)] – [5.2186E-061/4(3034–2984)] = 2.371,60 kJ/kmol 303

= n . ∫ CpdT

∆H

298

= 113,71 kmol x 2.371,60 kJ/kmol = 269.674,56 kJ

Tabel B-04. Energi masuk pada aliran 1 dan 27 ( Energi keluar pada aliran 2) Komponen

Massa masuk

303

(kmol/jam)

298

∫ Cp

303

dT

∆H = n . ∫ CpdT (kJ) 298

Paraffin C12 Dodecene

113,71

1.887,451

214.621,851

Paraffin C14 (n-tetra decane)

7,35

2.209,110

16.233,572

Total

230.855,421

Tabel B-05. Resume Neraca Energi Di tri valve (T-01) Komponen

Hin (kJ)

Hin (aliran 1 + 27)

230.855,421 230.855,421

Hout Total

Hout (kJ)

230.855,421

230.855,421

B.1.2 Neraca Energi Pada Heat Exchanger (HE - 01) : menaikan temperatur bahan dari 30 oC sampai 333,52 oC

Fungsi

Keterangan : Temperatur bahan (fluida dingin) masuk adalah n-paraffin keluaran dari tri valve pada suhu 30oC setelah melewati HE suhu akan naik menjadi 333,52 oC temperatur yang dihasilkan ini beradasarkan trial and error. Sedangkan fluida


DUDDY & DEDY



B−5

panas yang meninggalkan HE mempunyai temperatur turun mencapai 333,52 oC (asumsi dari perkalian farksi mol dengan titik didih masing-masingnya ”Antoine”).

A. Energi Masuk HE 1. Energi masuk HE fluida dingin adalah sama dengan energi yang keluar dari tri valve tidak terjadi perubahan suhu, maka energi masuk HE pada aliran 2 ini tetap sama dengan energi keluar pada suhu kamar (30oC). T masuk

= 30 oC

T referensi

= 25 oC Tabel B-06. Energi masuk pada aliran aliran 2

Komponen

Massa masuk (kmol/jam)

Paraffin C12 (Dodecene) paraffin / n-tetra decane C14

303

∫

303

Cp dT

∆H = n . ∫ CpdT (kJ) 298

298

113,71

1,887.45

214.621,851

7,35

2,209.11

16.233,572

Total

230.855,421

2. Energi masuk HE fluida panas pada suhu 465,5 oC adalah energi yang keluar dari reaktor dehidrogenasi dalam fase gas pada aliran 6. T masuk

= 465,5 oC

T referensi

= 25 oC

Contoh perhitungan entalpi (∆H) untuk n-paraffin (C12H26)gas Pada T = 738,50 K : Dengan nilai: A

= 71,498

D

= -4,1190E-07

B

= 7,2559E-01

E

= 1,4140E-10

C

= 1,1553E-04

n

= 90,75 kmol

738,50

∆Hin

= n.

∫ Cp dT

298


DUDDY & DEDY


= A(T − Tref ) +

738,50

∫ CpdT

298


(

)

(

)

(

B 2 C D 2 3 4 T − Tref + T 3 − Tref + T 4 − Tref 2 3 4

738,50

1

2

)

+

B−6

(

E 5 5 T − Tref 5

2

)

1

∫ CpdT =[71,498(738,50-298)]+[7,2559E-01. /2(738,50 –298 )]+[1,1553E-04 /3

298

(465.53–2983)] – [4,1190E-071/4(465.54–2984) + 1,4140E-101/5 (465.55– 2985)]

= 187.959,09 kJ/kmol 465.5

∆Hin

∫ CpdT

= n.

298

= 90,75 kmol x 187.959,09 kJ/kmol = 17.057.629,83 kJ

Tabel B-07. Energi masuk HE pada aliran aliran 6 Komponen Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30) olefin/ 1- tetra decane C14 (C14H28) olefin/ 1 1 dodecane C12 (C12H24) H2

Massa masuk

303

(mol/jam)

298

∫

303

Cp dT

∆H = n . ∫ CpdT (kJ) 298

90,75

187,959.09

17.057.629,83

5,86

218,290.98

1.280.235,82

22,96

179,811.17

4.128.113,85

1,48

209,475.75

310.790,39

266,56

12,886.80

3.435.085,86

Total

26.211.855,75

B. Energi Keluar HE 1. Energi keluar HE aliran 7. fluida panas tetap dalam fase gas suhunya akan turun dari 465,5oC sampai pada suhu 206,5oC, T keluar

= 206,5 oC

T referensi

= 25 oC

Contoh perhitungan entalpi (∆H) untuk n-paraffin (C12H26)gas Pada


DUDDY & DEDY


B−7


T = 479,25 K : Dengan nilai: A

= 71,498

D

= -4,1190E-07

B

= 7,2559E-01

E

= 1,4140E-10

C

= 1,1553E-04

n

= 90,75 kmol

479,25

∆Hout

∫ Cp dT

= n.

298 479,25

∫ CpdT = A(T − Tref ) + 2 (T B

)

2 − Tref +

2

298

(

)

(

C 3 D 3 4 T − Tref + T 4 − Tref 3 4

)

+

(

E 5 5 T − Tref 5

)

479,25

∫ CpdT =[71,498(479,25-298)]+[7,2559E-01. / (479,25 –298 )]+[1,1553E-04 / 1

2

2

1

2

3

298

(479,253–2983)] – [4,1190E-071/4(479,254–2984) + 1,4140E-101/5 (479,255– 2985)]

= 187.959,09 kJ/kmol 465.5

∆Hout

∫ CpdT

= n.

298

= 90,75 kmol x 63.318,26 kJ/kmol = 5.746.247,93 kJ

Tabel B-08. Energi keluar HE pada aliran 7 Komponen Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30) olefin/ 1- tetra decane C14 (C14H28) olefin/ 1 1 dodecane C12 (C12H24) H2

Massa masuk

303

(mol/jam)

298

∫ Cp

303

dT

∆H = n . ∫ CpdT (kJ) 298

90,75

63.318,26

5.746.247,93

5,86

73.302,77

429.907,05

22,96

60.778,84

1.395.363,73

1,48

70.776.40

105.007,98

266,56

5.268.13

1.404.264,55

Total


9.080.791,25

DUDDY & DEDY



B−8

2. Energi keluar HE pada aliran 3 fluida dingin suhunya akan naik dari 30oC sampai pada suhu 333,52 oC. (trial and error) T keluar

= 277,53oC

T referensi

= 25 oC

n total

= 121,06 kmol

H3

trial

H

=

and

H2+H5 – H6

=

(285.908,13 + 26.211.855,75) – 9.080.791,25

=

17,416,972.63 Kj

error

∫ Cp

n

=

dT

298

trial and error

∫ Cp dT = 298

H n

= 17,416,972.63 Kj 121,06 trial and error

∫ Cp

mix

dT

= 143.872,55 Kj /kmol

298

A(Terror − Tref ) +

(

)

(

)

(

)

(

)

B 2 C 3 D 4 E 5 Terrr − Tref2 + Terror − Tref3 + Terror − Tref4 + Terror − Tref5 = 143.872,55 2 3 4 5

Dari perhitungan di software excel Didapat Terror

= 333,52 oC

Tabel B-09. Energi keluar HE pada aliran 3 Komponen Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30)

Massa masuk

303

(mol/jam)

298

∫ Cp

303

dT

∆H = n . ∫ CpdT (kJ) 298

113,71

142.199,39

16.169.474,61

7,35

162.270,64

1.192.036,46

Total


17.361.511,08

DUDDY & DEDY



B−9

Tabel B-10. Resume Neraca Energi Di HE-01 Aliran

Hin (kJ)

H fluida dingin masuk HE-01

230.855,42

H fluida dingin keluar HE-01 H fluida panas masuk HE-01

Hout (kJ)

17.361.511,08 26.211.857,39

H fluida panas keluar HE-01 Total

9.080.797,10 26,442,712.80

26,442,712.80

B.1.3 Neraca Energi Pada Fired Heater (FH - 01) Fungsi

: menaikan temperatur bahan sekaligus merubah fase cair jadi gas dari 333,52 oC menjadi 465,5oC

Keterangan : Energi masuk fired heater sama dengan Energi keluar HE pada aliran 3. Temperatur bahan keluar HE-01 tidaklah cukup untuk mencapai kondisi operasi pada reaktor dehidrogenasi oleh sebab itu dilakukan pemanasan lebih lanjut dengan memakai Fired Heater, diinginkan suhu keluar mencapai 465,5 oC

A. Energi Masuk Fired Heater T masuk

= 333,52 oC

T referensi

= 25 oC

Contoh perhitungan entalpi (∆H) untuk n-paraffin (C12H26)gas Pada T = 608,52 K : Dengan nilai: A

= 71,498

D

= -4,1190E-07

B

= 7,2559E-01

E

= 1,4140E-10

C

= 1,1553E-04

n

= 113.71 kmol


DUDDY & DEDY


B−10


608 , 52

∆Hin

∫ Cp dT

= n.

298

∫ Cp dT = A(T − Tref ) + 2 (T

608 , 52

B

2

)

2 − Tref +

298

(

)

(

C 3 D 3 4 T − Tref + T 4 − Tref 3 4

)

+

(

E 5 5 T − Tref 5

)

608 , 52

∫ Cp dT =[71,498(550,53-298)]+[7,2559E-01. / (550,53 –298 )]+[1,1553E-04 / 1

2

2

1

2

3

298

(550,533–2983)] – [4,1190E-071/4(550,534–2984) + 1,4140E-101/5 (550,535– 2985)]

= 144.951,76 kJ/kmol 608 , 52

∆Hin

∫ Cp dT

= n.

298

= 113,71 kmol x 144,951.76 kJ/kmol = 16.482.446,65 kJ

Tabel B-11. Energi masuk Fired Heater pada aliran 3 Komponen

Massa masuk

608 , 52

(mol/jam)

298

Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30)

608 , 52

∫ Cp dT

∫ Cp dT

∆H = n .

113,71

142.199,39

16.169.474,61

7,35

162.270,64

1.192.036,46

Total

(kJ)

298

17.361.511,08

B. Energi Keluar Fired Heater T keluar

= 465,5oC

T referensi

= 25 oC

Contoh perhitungan entalpi (∆H) untuk n-paraffin (C12H26)gas Pada

T = 738,5 oK : Dengan nilai: A

= 71,498

D

= -4,1190E-07

B

= 7,2559E-01

E

= 1,4140E-10


DUDDY & DEDY


C


= 1,1553E-04

n

B−11

= 113.71 kmol

738,5

∆Hout

∫ Cp dT

= n.

298 738,5


2

)

2 − Tref +

298

(

)

(

C 3 D 3 4 T − Tref + T 4 − Tref 3 4

)

(

E 5 5 T − Tref 5

+

)

738,5

∫ CpdT =[71,498(738,5-298)]+[7,2559E-01. / (738,5 –298 )]+[1,1553E-04 / (738,5 – 1

2

2

1

2

3

3

298

2983)] – [4,1190E-071/4(738,54–2984) + 1,4140E-101/5 (738,55–2985)]

= 187.938,54 kJ/kmol 738,5

∆Hout

= n.

∫ CpdT 298

= 113,71 kmol x 187.938.54 kJ/kmol = 21.370.467,76 kJ

Tabel B-12. Energi keluar Fired Heater pada aliran 4 Komponen Paraffin C12H26 Dodecene paraffin / n-tetra decane C14H30 Total

Massa masuk (mol/jam)

738,5

738,5

∫ CpdT

∆H = n .

298

∫ CpdT (kJ) 298

113,71

187.959,09

21.372.804,04

7,35

218.298,59

1.604.160,89

22.976.965,205

PERHITUNGAN PANAS LATEN PENGUAPAN ( Qv ) a. menghitung panas penguapan pada normal boiling point (Hv) Komponen

m (kg)

fraksi

Td (K)

Td campuran (K)

C12H26 (paraffin C12)

19,330.68

0.93

489.00

454.78


1,454.50

0.07

526.51

36.84

Total

20,785.18

1.00


491.62

DUDDY & DEDY



B−12

Hv = A(1-T/Tc)n pada T = 491.62 K

Komponen

A

Tc

n

Hv


77166

658.2

0.407

44.111,28


86885

692.4

0.418

51.785,51

λ = λ nbp x ( Tc - T / Tc - Tnbp ) 0,38 Dimana : λ vap

= Panas pengupan pada suhu (606,52 oK)

λ nbp (Hv)

= Panas pengupan pada normal boiling point

Tc

= Temperatur kritis

Tnbp

= Temperatur normal boiling point (491,62 oK)

T

= 318 oK Qv = x ( fraksi mol ) . λ

Maka :

n

x

λ nbp

λ

(kmol/jam)

(fraksimol)

(kJ/kmol)

(kJ/kmol)

113,71

0,9393

44.111,28

57.862,454 54.351,21


7,35

0,0607

51.785,51

65.621,499

Total

121.056

1

Komponen C12H26 (paraffin C12)

Jadi jumlah panas laten penguapan ( Qv )

Qv (kJ)

3.982,08 58.333,29

= 58.333,29 kJ/kmol

H sensibel T keluar = 465,50 oC (738,50 oK) T masuk = 333,52 C (606,52 oK) Massa

BM

Komponen

(kg)


19.330,68

170


1.454,50

198

Total

20.785,18


n

∫ Cp dt (kJ/kmol)

H (kJ)

113,71

98.062.31

11.150.653,29

7,35

104.089,05

764.635,87

(kg/kmol) (kmol)

11.915.289,16

DUDDY & DEDY



B−13

Panas yang diperlukan di fired heater = Q Panas yang masuk = Panas yang keluar Hin +

Q = Hout + Qv + Hsensibel

17.361.511,08 + Q = 22.976.965,205 + 58.333,29 +11.915.289,16 Q = 23.888,912 kJ = 22.642.318,93 BTU /jam Kebutuhan Bahan Bakar Fuel gas berupa gas solar Massa bahan bakar

=

Q ή x Hv

diketahui : Hv = Heating valve solar

=19200

ή = Efisiensi Pembakaran = 0,85 % Massa bahan bakar

=

Q ή x Hv 22.642.318,93 0,85 x 19920

= 1.572,4 lb/Jam Jadi massa bahan bakar (solar) = 713,22 kg

Tabel B-13. Resume Neraca Energi Di FH-01 Aliran

Hin (kJ)

Hin

17.361.511,08

Hout (kJ)

Hout

22.976.965,205

Panas laten dan sensibel

11,973,622.45

Beban Fired Heater

22.642.318,93

Total

41.250.422,69


41.250.422,69

DUDDY & DEDY



B−14

B.1.4 Neraca Energi Reaktor Dehidrogenasi (R-01) Fungsi

: Tempat terjadinya reaksi pembentukan mono-olefin dari reaksi adisi normal-paraffin dengan bantuan katalis

kodisi operasi : 465,5 oC ; 1 atm

Keterangan : Pada unit ini n-paraffin dikonversi menjadi mono-olefin, dimana dua atom H dari paraffin dilepas sehingga n-paraffin menjadi mono-olefin.

A. Energi Masuk Reaktor Dehidrogenasi 1. Energi Masuk Reaktor Dehidrogenasi adalah energi yang keluar dari fired heater pada aliran 4. T masuk

= 465,5oC

T referensi

= 25 oC

Tabel B-14. Energi Masuk Reaktor Dehidrogenasi pada aliran 5 Komponen Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30) H2

Massa masuk

303

(mol/jam)

298

∫

303

Cp dT

∆H = n . ∫ CpdT (kJ) 298

113,71

187.959,09

21.372.804,04

7,35

218.298,59

1.604.160,89

242,117

8.471,43

2.051.074,41

Total


25.028.039,34

DUDDY & DEDY


B.


B−15

Perhitungan Panas Reaksi

1. Panas reaksi 1 ( Hr1) Reaksi :

C12H26

C12 H24

Reaktan

kmol/jam

C12H26

113.71

Jumlah

113.71

Hof C12H26 o

+ H2

Produk

kmol/jam

C12 H24

22.96

H2

22.96

Jumlah

45,92

= -290.87 kJ/kmol

H f C12 H24

= -165.35 kJ/kmol

Hof H2

=

0 kJ/kmol

Perhitungan Hr1 Hr1

= (n x Hof)produk - (n x Hof)reaktan = [ (n x Hof C12 H24) + (n x Hof H2) ] - [ (n x Hof C12 H24) ] = (-3.796.113,63+ 0 ] - [-6.677.808,12] = 2.881.694,48 kJ/kmol

B. Panas reaksi 2 ( Hr2) Reaksi : C14H30

C14H28

Reaktan

Mol/jam

C14H30

7,35

Jumlah

7,35

HofC14H30

= -332,13 kJ/kmol

Hof C14H28

= -206,52 kJ/kmol

o

H f H2

=

0

+ H2

Produk

mol/jam

C14H28

1,48

H2

266,56

Jumlah

273.91

kJ/kmol


DUDDY & DEDY



B−16

Perhitungan Hr2 Hr2 = (n x Hof)produk - (n x Hof)reaktan = [(n x Hof C14H28) + (n x Hof H2 )] - [(n x Hof C14H30)] = [-306.405,07 + 0 ]- [-492.767,36] = 186,362.29 kJ/kmol maka Hrtotal

= Hr1 + Hr2 = 2.881.694,48 + 186,362.29 = 3.068.056,78 kJ kJ/kmol

Keterangan : Karena Hrtotal berharga positif, maka reaksi di atas termasuk reaksi endotermis yang berarti reaksi tersebut membutuhkan panas.

C. Energi Keluar Reaktor Dehidrogenasi Energi Keluar Reaktor Dehidrogenasi pada aliran 6. T masuk

= 465,5oC

T referensi

= 25 oC

Contoh perhitungan entalpi (∆H) untuk mono-olefin (C12H24)gas Pada T = 738,5 oK : Dengan nilai: A

= 83.102

D

= -4.7930E-07

B

= 6.2740E-01

E

= 1.5890E-10

C

= 2.2136E-04

n

= 22,96 kmol

738,5

∆Hout

= n.

∫ Cp dT

298 738,5


2

)

2 − Tref +

298


(

)

(

C 3 D 3 4 T − Tref + T 4 − Tref 3 4

)

+

(

E 5 5 T − Tref 5

DUDDY & DEDY

)



B−17

738,5

∫ CpdT =[83.102 (738,5-298)]+[6.2740E-01. / (738,5 –298 )]+[2.2136E-04 / (738,5 – 1

2

2

1

2

3

3

298

2983)] – [-4.7930E-071/4(738,54–2984) + 1.5890E-10/5 (738,55–2985)]

= 179,811.17 kJ/kmol 738,5

∆Hout

∫ CpdT

= n.

298

= 22,96 kmol x 187.938,54 kJ/kmol = 4.128.113,85 kJ

Tabel B-15. Energi Keluar Reaktor Dehidrogenasi pada aliran 6 Massa Komponen

masuk (mol/jam)

Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30) olefin/ 1- tetra decane C14 (C14H28) olefin/ 1 1 dodecane C12 (C12H24) H2

738,5

∫ CpdT

738,5

∆H = n .

298

∫ CpdT (kJ) 298

90,75

187,959.09

17.057.629,83

5,86

218,290.98

1.280.235,82

1,48

179,811.17

4.128.113,85

22,96

209,475.75

310.790,39

266,56

12,886.80

3.435.085,86

Total

26.211.855,75

D. Perhitungan Beban Pemanas Pemanas H in total + Q pemanas = H out total + Hr total 25.027.983,46 +

Q pemanas = 26.211.855,75 + 31.412,92 Q pemanas = 4.251.874,82

kJ

E. Kebutuhan Dowtherm A sebagai pemanas Pendingin

yang digunakan adalah dowtherm dengan campuran dari

biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow Chemical Company ("Dow")) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−18

Tabel B-16. Konstanta Kapasitas panas (Cp) Komponen

A

B

C

D

(C6H5)2O

109.032

1.19E+00

-2.58E-03

2.30E-06

(C6H5)2

27.519

1.54E+00

-3.16E-03

2.58E-06


Contoh : perhitingan Cp pada (C6H5)2O Tin

= Tref untuk dowtherm = 510 oC (783 oK)

Tout

= 470 oC (743,00 oK) 783

Hout

= n.

∫ Cp dT

743

∫ Cp dT = A(T − Tref ) + 2 (T

783

B

2

)

(

)

(

C 3 D 3 4 T − Tref + T 4 − Tref 3 4

2 − Tref +

743

)

+

(

E 5 5 T − Tref 5

783

∫ Cp dT =[109.032 (473-303)]+[ 1.19E+00. / (473 –303 )]+[ -2.58E-03 / (473 – 1

2

2

1

2

3

3

743

3033)] – [2.30E-06/4(4734–3034)]

= 5,40 x 1004 kJ/kmol

Tabel B-17. Kapasitas panas Dowtherm (Cp) 783

Komponen

Fraksi mol

∫ Cp dT

743

(C6H5)2O

0,5

8715.158

(C6H5)2

0,5

7124.788

Total

15.839,945

783

∫ Cp dT

= 15.839,945 kJ/kmol

743 783

QC

= n

∫ Cp dT

743

4.251.874,82 kJ INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

= n 15.839,945 kJ/kmol DUDDY & DEDY

)



B−19

= 4.251.874,821 kJ 15.839,945 kJ/kmol n

= 268,43 kmol

Maka massa yang di butuhkan oleh dowtherm A adalah Massa dowtherm A

= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 268,43 x

166

= 44.558,94 kg/jam

Tabel B-18. Resume Neraca Energi Di R-01 Aliran

Hin (kJ)

Hin

25.027.983,46

Hout (kJ)

Hout

26.211.855,75

Hr total

3.068.056,78

Q Pemanas

4.251.874,82

Total

2.927.9914,161

2.927.9914,161

B.1.5 KONDENSOR SUB COOLER (CDC) : menurunkan temperatur dari 206,5 oC sampai 35 oC sekaligus

Fungsi

merubah fase (mengembunkan) produk dari reaktor gas menjadi cair, kecuali hidrogen tetap dalam keadaan gas Kondisi operasi

: 1 atm

A. Neraca Energi Kondensor Sub Cooler Hin = Hout + QC Tin

= 206,5 oC

( 479 oK )

Tout

= 35,5 oC

( 308 oK )

Tref

= 25oC

( 298

o

K)


DUDDY & DEDY



B−20

1. Entalpi bahan masuk pada aliran 7 Hin (Condenser) = Hout (pada HE-01) = 9.080.791,251 kJ

2. Entalpi bahan keluar aliran 8 (Hout). a. Energi Keluar Kondensor Sub Cooler fasa gas

Tabel B-19. Energi Keluar Kondensor Sub Cooler aliran 8 Komponen

Massa masuk

308

(mol/jam)

298

∫

266,56

H2

308

Cp dT

∫

∆Hgas = n . CpdT (kJ) 298

287,87

76,734.06

Total

76,734.06

b. Energi Keluar Kondensor SubCooler fasa liquid

Tabel B-20. Energi Keluar Kondensor Sub Cooler aliran 8 Komponen

Massa masuk

308

(mol/jam)

298

Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30) olefin/ 1- tetra decane C14 (C14H28) olefin/ 1 1 dodecane C12 (C12H24) Total

Hout Kondensor Sub Cooler

∫

308

Cp dT

∆Hcair = n .

∫CpdT (kJ)

298

90,75

3,784.50

343,449.97

5,86

4,429.31

25,977.07

1,48

4,481.47

6,648.96

22,96

3,596.69

82,572.90 458,648.89

= ∆Hgas

+

∆Hcair

= 76,734.06 + 458.648,89 = 535.382,959 kJ/jam


DUDDY & DEDY



B−21

B. Panas Pengembunan (Hevap). Hevap = n . [ A x (1 - T/Tc)n]

[Chemical Properties Hand’s Book]

Dimana: A

= koefisien regressi

n

= Mol zat (mol)

n

= koefisien regressi

T

= Boiling point pada P operasi (K)

Tc

= Temperatur kritis (K)

Komponen yang dihitung adalah komponen yang hanya berubah fasa yaitu hanya komponen n-Paraffin dan mono-olefin (gas ke cair).Dari literatur Chemical Properties Hand’s Book, mempunyai nilai:

Tabel B-21. Konstanta pengembunan Kondensor SubCooler komponen

A

Tc

n

n-paraffin (C14H30)

88.885

692.400

0.418

1-olefin (C14H28)

87.015

692.000

0.418

Paraffin (C12H26)

77.166

658.200

0.407

1-olefin (C12H24)

78.802

657.000

0.437

H2

0.659

33.180

0.380

Tabel B-22. Enthalpy Kondensor Sub Cooler campuran pada Tc = 308 oK komponen

Hevp

n-paraffin (C14H30)

15186,187

1-olefin (C14H28)

Massa

Fraksi mol

Hevp total

5.86

0.05

735,71

11.676,12

1.48

0.01

143,10

Paraffin (C12H26)

17232,82

90.75

0.75

12.918,65

1-olefin (C12H24)

17.417,85

22.96

0.19

3.303,20

Total

Maka : Hevap

(kmol)

14,573.01

= 14,573.01 kj


DUDDY & DEDY



B−22

λ = λ nbp x ( Tc - T / Tc - Tnbp ) 0,38 Dimana :

Maka :

λ vap


λ nbp (Hv)


Tc

= Temperatur kritis

Tnbp


T


Komponen

n

x

λ nbp

λ

(kmol/jam) (fraksimol) (kJ/kmol) (kJ/kmol)

Qv (kJ)

90.75

0.23

45,416.31 45,440.46 10,638.87


5.86

0.02

53,096.07 53,119.76

803.73

C12H24 (olefin)

22.96

0.06

44,506.49 44,530.31

2,637.47

C14H28 (olefin)

1.48

0.00

53,146.61 53,170.37

203.52

Total

121.056

1



14573.01 = 14.573,01 kJ/kmol

Pendingin yang diperlukan Kondenser Subcooler = Q Pendingin yang masuk =

Panas yang keluar

Hin = Hout + Qv + Q 9.080.797,097

=

Q + 535.382,96 + 14.573,01

Q = 8,530,841,131 kJ

Pendingin yang digunakan adalah dowtherm jenis A dengan campuran dari biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow Chemical Company ("Dow")), pada temperatur masuk 300C temperatur keluar 200 oC mempunyai nilai ∫ Cp dT = 52.505,02 kJ/jam 473

∫ Cp dT

= 52.505,017 kJ/kmol

303


DUDDY & DEDY



B−23

473

QC

∫ Cp dT

= n

303

8,530,841,131 kJ

= n 52.505,017 kJ/kmol = 8,530,841,131

kJ

52.505,017 kJ/kmol n

= 162,476 kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 162,476 x

166

= 26.971,13 kg/jam

Tabel B-23. Resume Neraca energi di Condenser Subcooler. Komponen

Masuk (kJ/jam)

Entalpi uap panas masuk

9.080.797,10

Keluar (kJ/jam)

Entalpi kondensat keluar

535.382,96

Σ entalpi pengembunan

14.573,01

Q kondensor = Qdowtherm A

8.530.841,13

Total

9.080.797,10

9.080.797,10

B.1.6 SEPARATOR (S-01) Fungsi

: Memisahkan n-paraffin dan mono-olefin dari gas H2.

Kondisi operasi : 35oC ; 1 atm

Neraca Entalpi Separator •

Entalpi bahan masuk (Hin). Energi masuk pada separator adalah energi yang keluar dari KD pada Aliran 8 Hin (Separator)

= Hout (Condenser) = 535.382,96 kJ/jam


DUDDY & DEDY


•


B−24

Entalpi bahan keluar (Hout). Tabel B-24. Entalpi bahan keluar Separator. 308

Komponen

Hout (kJ)

∫ Cp .dT

n

298

(kmol)

(kJ/kmol)

Aliran 14

n-Paraffin (C12H26)

90,75

3,784.50

343,449.97

n-paraffin (C14H30)

5,86

4,429.31

25,977.07


1,48

4,481.47

6,648.96


22,96

3,596.69

82,572.90

H2

266.56

287,87

Aliran 9

76,734.06

Sub total

458,648.89

76,734.06

535.382,96

TOTAL

Tabel B-25. Resume Neraca energi Separator (S-01) Komponen Hin

Masuk

Keluar

(kJ)

(kJ)

535.382,96

Hout TOTAL

535.382,96 535.382,96

535.382,96

B.1.7 HEATER (H-01) Fungsi

: Menaikan suhu bahan dari aliran 17 sebelum masuk Reaktor Alkilasi dari suhu 40,96 dan aliran 18 sesudah keluar Alkilasi pada suhu 140 oC

Kondisi operasi : 4 atm T2

Perhitungan entalpi menggunakan rumus H = m

∫ Cp dT

T1


DUDDY & DEDY


B−25


A. Energi masuk Heater (Hin) T1 = 298 K (T referensi) T2 = 313,96 K Tabel B-26. Energi masuk Heater -01 pada aliran 14 313, 96

Komponen


∫C

p

dT

298

313, 96

H = n.

∫C

p

dT KJ

298

Paraffin C12 (Dodecene)

90,75

6058.20

549792.72

paraffin C14 (n-tetra decane )

5,86

7,090.08

41582.02

olefin(C14H28)/1- tetra decane

1,48

7,173.22

10642.61

olefin/ 1 1 dodecane (C12H24)

22,96

635.50

14589.86

24,44

2221.70

54,302.26

48,88

2221.70

108,604.52

C6H6 (Benzenee) dari tangki penampunagan Benzene dari recycle Total

779.513,99

B. Energi kelur Heater (Hout) T1 = 298 K (T referensi) T2 = 413 oK Tabel B-27. Energi keluar Heater pada aliran 17 Komponen

Massa masuk

413

(mol/jam)

298

∫ Cp dT

413

H = n . ∫ C p dT KJ 298


90,75

45872.374

4163001.53


5,86

53535.262

313974.31


1,48

54196.522

80409.11


22,96

43,547.37

999762.76

24,44

17,065.97

417,121.34

48,88

17,065.97

834,242.69

C6H6 (Benzenee) dari tangki penampunagan Benzene dari recycle Total INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

6.808.511,741

DUDDY & DEDY



B−26

Maka beban heater – 01 adalah Q

= Hout – Hin = 6.808.511,741 – 779.513,991 = 6.028.997,76 kJ/jam

Digunakan panas dowtherm A pada temperatur masuk 510 oC dan keluar pada temperatur

470

o

C

didapat

Cp

Dowtherm

A

sebagai

pemanas

∫ Cp dT = 15.098,46 Kg/jam 473

QC

∫ Cp dT

= n

303

6.028.997,76 kJ

= n 15.098,46 kJ/kmol = 6.028.997,76 kJ 15.098,46 kJ/kmol

n

= 399,31 kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 399,31 x

166

= 66.285,81 kg/jam

Tabel B-28. Resume Neraca energi Heater 01. Komponen Hin

Masuk

Keluar

(kJ)

(kJ)

779.513,991

Hout

6.808.511,741

Beban heater

6.028.997,76

TOTAL

6.808.511,741


6.808.511,741

DUDDY & DEDY



B−27

B.2 Neraca Energi Pada Unit Produksi Linear Alkyl Benzene (LAB) B.2.1 Neraca Energi Pada Reaktor Alkilasi Fungsi

: Tempat terjadinya reaksi pembentukan Linear Alkyl Benzene dari reaksi antara mono-olefin dengan benzene dengan bantuan katalis

kodisi operasi : 140 oC ; 4 atm A. Neraca Energi Masuk Reaktor Alkilasi 1. Energi Masuk Reaktor Alkilasi yang berasal dari heater (H-01) aliran 17 T masuk

= 140 oC (413 oK)

T referensi = 25 oC (298 oK)

Tabel B-29. Energi Masuk Reaktor Alkilasi pada aliran 17 Komponen

Massa masuk

413

(mol/jam)

298

∫C

413

p

dT

H = n . ∫ C p dT KJ 298


90,75

45872.374

4163001.53


5,86

53535.262

313974.31


1,48

54196.522

80409.11


22,96

43,547.37

999762.76

1.906,45

17,065.97

417,121.34

3.812,91

17,065.97

834,242.69

C6H6 (Benzenee) dari tangki penampunagan Benzene dari recycle Total


6.808.511,741

DUDDY & DEDY


B.


B−28

Perhitungan Panas Reaksi

1. Panas reaksi 1 ( Hr1) pada pembentukan LAB C12H24

Reaksi :

+

C6H6

Reaktan

kmol/jam

C12H24

22,96

C6H6

22,96

Total

113.71

Hof C12H24

C12H25C6H5

Produk

kmol/jam

C12H25C6H5

22,96

Total

45,92

= -165,35

kJ/kmol

H f C6H6

= 82,93

kJ/kmol

Hof C12H25C6H5

= -178,7

kJ/kmol

o

Perhitungan Hr1 Hr1

= (n x Hof)produk - (n x Hof)reaktan = [ (n x Hof C12H25C6H5) ] - [ (n x Hof C12 H24) + (n x Hof C6H6)] = [-4.102.603,60] - [(-3.796.113,63) + 1.899.097,00] = - 2.205.586,97 kJ/jam

2. Panas reaksi 2 ( Hr2) pada pembentukan Heavy Alkylate Reaksi : C12H28

+ C6H6

Reaktan

kmol/jam

C12H28

1,48

C6H6

1,48

C14H29C6H5

Produk

kmol/jam

C12H29C6H5

1,48

Jumlah

Jumlah

Hof C12H28

= -206.52 kJ/kmol

Hof C6H6

= 82,93 kJ/kmol

o

H f C14H29C6H5

= -215.5 kJ/kmol


DUDDY & DEDY


B−29


Perhitungan Hr2 Hr2 = (n x Hof)produk - (n x Hof)reaktan = [(n x Hof C14H28) + (n x Hof H2 )] - [(n x Hof C14H30)] = [-319,73]- [149,274 + (-306,41] = - 1.912.420,25 kJ/kmol

Hrtotal = Hr1 + Hr2 = - 2.205.586,965

+ - 1.912.420,25

= - 4.118.007,221 kJ/jam

Keterangan : Karena Hrtotal berharga negatif, maka reaksi di atas termasuk reaksi eksoterm yang berarti reaksi tersebut membutuhkan pendingin.

C. Neraca Energi Keluar Reaktor Alkilasi = 140 oC

T out

T referensi = 25 oC

Tabel B-30. Energi keluar Reaktor Alkilasi pada aliran 18 Komponen Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30) Benzene sisa


413

∫ Cp

dT

298

∆Hcair = n .

413

∫ Cp .dT

298

(kJ)

90.752

45872.37

4.163.001,53

5.865

53535.26

313.974,31

48,88

17065.97

834.242,69

LAB

22,96

64.097,61

1.471.556,09

Heavy alkylate

1,48

62.582,79

92.851,47

Total

6.875.626,09

D. Perhitungan Kebutuhan Pendingin H out total + Q pendingin =


H in total + Hr total

DUDDY & DEDY


6.875.626,085

+


B−30

Q pendingin = 6.808.511,741 + (- 4.118.007,221) Q pendingin = 4.050.892,881 kJ/jam

Digunakan pendingin dowtherm A pada temperatur masuk 30 oC dan keluar pada temperatur 50 oC didapat Cp Dowtherm A sebagai pendingin ∫Cp dT = 5.793,85 kj/jam

473

QC

= n

∫ Cp dT

303

4.050.892,881

kJ = n 5.793,85 kJ/kmol = 4.050.892,881

kJ

5.793,85 kJ/kmol n

= 195,261 kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 195,261 x

166

= 5.793,85 kg/jam

Tabel B-31. Resume Neraca Energi Di R-02 Komponen

Masuk (kJ)

Panas yang dibawa reaktan = ∆Hr

6.808.511,74

Panas reaksi standar (∆HOF298)

4.118.007,22

Keluar (kJ)

Panas yang dibawa produk = ∆HP

6.875.626,09

Pendingin yang dibutuhkan (Q)

4.050.892,88

Total


10.926.518,97

10.926.518,97

DUDDY & DEDY



B−31

B.2.1 HEATER -02 (H-02) Fungsi

: Memanaskan produk LAB, n-paraffin, benzene, heavy alkylate dari 140 oC sampai 143,3 oC

Kondisi operasi : 1 atm

A. Neraca Entalpi Heater 2 Hin = Hout + Qc = 140oC

Tin

= 413 K o

Tout

= 143,3 C

= 416,3 K

Tref

= 25 oC

= 298 K

1

Entalpi bahan masuk (Hin) Entalpi bahan masuk adalah entalpi yang keluar dari reaktor alkilasi pada aliran 18, sama dengan entalpi masuk heater 2 pada aliran 19

Tabel B.32. Entalpi bahan masuk (Hin) Heater-02 pada aliran 19

Komponen


Benzene sisa Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30) LAB Heavy alkylate Total


413

∫ Cp dT

Hin (kJ)

298

48,88

17065.97

834.242,69

90.752

45872.37

4.163.001,53

5.865

53535.26

313.974,31

22,96

64.097,61

1.471.556,09

1,48

62.582,79

92.851,47 6.875.626,085

DUDDY & DEDY



B−32

2. Entalpi bahan keluar (Hout) Tabel B.33 Entalpi bahan keluar (Hout) Heater 2 pada aliran 20 Komponen

Massa masuk

308

(mol/jam)

298

∫ Cp.dT

Hout (kJ)

Benzene sisa

48,88

17.594,32

860.070,41

Paraffin C12 (C12H26) Dodecene paraffin / n-tetra decane C14 (C14H30) LAB

90,752

55.144,98

323.414,98

5,865

47.259,92

4.288.923,96

22,96

66.009,12

1.515.440,77

Heavy alkylate

1,48

64.443,40

95.611,96

Total

7.083.462,09

Hin

=

6.875.626,085 kJ

Hout

+ QC

= 7.083.462,09 kJ

Q pemanas (QH )

+ QC

= 207.836,011 kJ/kmol

B. Kebutuhan Dowtherm sebagai Pemanas Pemanas

yang digunakan adalah dowtherm A dengan campuran dari

biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow

Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 510oC dan temperatur keluar 500 oC ∫ Cp dT = 5.420,34 kJ/kmol

783

QC

= n

∫ Cp dT

743

207.836,011 kJ

= n 5.420,34 kJ/kmol = 207.836,011 kJ 5.420,34 kJ/kmol n

= 38,34 kmol


= n x BMrata2


DUDDY & DEDY


Massa dowtherm A


= 38,34 x

B−33

166

= 6.365,06 kg/jam

Tabel B.34 Resume Neraca energi di Heater 2 Komponen

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Hin

6.875.626,085

0

Hout

0

7.083.462,09

QH

207.836,011

0

TOTAL

7.083.462,09

7.083.462,09

B.2.3 Kolom Stripper – 01 (ST – 01) Fungsi

: merecover Benzene agar dapat dipergunakan kembali Direncanakan merecover 100 % Benzene dan tidak ada n-paraffin, LAB dan Heavy Alkylate pada produk atas

Keterangan : Benzene hasil recycle dari kolom stripper akan digunakan kembali untuk bahan masuk alkilasi dimana kebutuhan benzene harus sama dengan kemurnian bahan baku dari tangki penampunagan untuk menghindari by product.

A. Neraca Energi masuk kolom stripper 1 Bahan masuk (aliran 20) Bahan

kg/jam

kgmol

benzenee (C6H6)

3812.91

48.88

Paraffin (C12H26)

15427.81

90.75

Paraffin (C14H30)

1161.23

5.86

LAB (C18H30)

5647.68

22.96


406.52

1.48

26456.15

169.94


DUDDY & DEDY



B−34

Setelah dilkukan trial bubble point maka kondisi operasi feed masuk pada kolom stripper 1 T1 = 298 oK T2 = 416 oK T2


∫ Cp dT

T1

Tabel B.35. Neraca energi masuk pada aliran 20 Bahan

Kg

kmol

∫Cp dT

H

Benzene

3812.91

48.88

17.594,32

860.070,41

C12H26

15427.81

90.75

55.144,98

323.414,98

C14H30

1161.23

5.86

47.259,92

4.288.923,96

LAB

5647.68

22.96

66.009,12

1.515.440,77

heavyAlkylate

406.52

1.48

64.443,40

95.611,96

Total

26456.15

7.083.462,09

B. Neraca Energi Keluar kolom stripper 1 1. Sub Kondenser Energi masuk Sub kondenser (CSC) adalah energi bahan pada puncak kolom bagian atas Stripper 1 di aliran 21 dimana fungsinya Sub kondenser ini untuk mengembunkan produk atas ST – 01 (aliran 21) berfase gas, stelah dilakukan trial dew point, didapatkan P

= 1 atm

(101,325 Kpa)

T2 = 82,82 oC (351,89 oK) Tref = 298 K a. Energi bahan masuk pada kolom atas fase gas

Tabel B.36. Neraca energi keluar pada aliran 21 Bahan

kg

kmol

∫Cp dT

H

Benzene

3812,906

48,88

5.425,146

265.199,668

Total

3.812,907


265.199,668

DUDDY & DEDY



B−35

n

 T  Diketahui Hvap = A 1 -  kJ/mol  Tc  benzene A = 49,888 Tc = 562,16 K n = 0,489

 351,89  = 49,888 × 1   562,16 

Hvap benzene

0,489

= 30.559,1741 kJ/mol

Bahan

kmol

Hvap

H

Benzenee

48,88

30.559,1741

1.493.836,851

Total

1.493.836,851

b. Entalpi bahan keluar dalam fase cair T1 = 298 K T = 351.89 K


kg

kmol

∫Cp dT

H

Benzene

3.812,906

48,88

8257,866

403.672,729

Total

3.812,907

403.672.729

Maka beban kondensor (Qc) = Hout – Hin + Hvap = 403.672,740 – 263.905,988 + 274.8517,852 = 1.632.309,91 kJ kJ

Pendingin yang digunakan adalah dowtherm A dengan campuran dari biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow

Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 30oC dan temperatur keluar 80 oC mempunyai nilai ∫ Cp dT = 14689,24 Kj/jam 783

QC

= n

∫ Cp dT

743


DUDDY & DEDY



207.836,011 kJ

B−36

= n 15.503,929 kJ/kmol = 207.836,011 kJ 20.924,27 kJ/kmol n

= 38,34 kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 38,34 x

166

= 6.365,06 kg/jam

2. Reboiler Energi masuk reboiler (Rb-01) adalah energi bahan keluar pada bagian bawah kolom Stripper 1 di aliran 23 sama dengan energi keluar pada aliran 24, dimana fungsinya reboiler ini Menguapkan sebagian cairan fraksi bawah kolom stripper 1, sekaligus memenaskan bahan aliran 23 berfase cair, stelah dilakukan trial Bubble point Suhu Operasi Bawah diperoleh : P

= 1,5 atm (151,95 Kpa)

T

= 241,31 oC (514,31 oK)

Tref = 25 C (298 oK)

Bahan

Kg

kmol

C12H26

15.427,809

90.75

C14H30

1.161,233

5.86

LAB

5.647,680

22.96

heavyAlkylate

406,522

1.48

T2


∫ Cp dT

T1


DUDDY & DEDY



B−37


Kg

kmol

∫Cp dT

H

C12H26

15.427,8009

90.75

126.000,050

11.434.734,232

C14H30

1.161,233

5.86

91.908,822

539.028,069

LAB

5.647,680

22.96

106.351,149

2.441.615,048

heavyAlkylate

406,522

1.48

123.165,668

182.735,739

Total

22643.2454

14.598.113,088

Panas masuk = panas keluar HF + QR = HD + HB + QC QR

= 265.199,668 + 14.598.113,09 + 1632309,91 – 7.083.462,09 = 9.273.687,519 kJ

Pemanas


biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 510oC dan temperatur keluar 470oC ∫ Cp dT = 15.098,46 Kj/kmol 783

QR

= n

∫ Cp dT

743

9.273.687,519 kJ


n

= 614,214

kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 614,214 x

166

= 101959,547 kg/jam


DUDDY & DEDY



B−38

Table B.39. Resume Neraca Energi Stripper 1 ( ST - 01 ) Komponen

Aliran masuk ( kJ )

Entalpi feed ( Hf )

7.083.462,089

Aliran keluar ( kJ )

Entalpi distilat ( Hd )

265.199,668

Entalpi bottom ( Hb )

14.598.113,088


1.632.309,912


9.273.687,519

Total

16.495.622,669

16.495.622,669


: merecover n-paraffin agar dapat dipergunakan kembali Direncanakan merecover 100 % n-paraffin dan tidak ada LAB dan Heavy Alkylate pada produk atas

Keterangan : n-paraffin hasil recycle dari kolom stripper akan digunakan kembali untuk bahan masuk dehidrogenasi dimana kebutuhan benzene harus sama dengan kemurnian bahan dari tangki penampunagan untuk menghindari by product.

A. Neraca Energi masuk kolom stripper 2 Bahan masuk (aliran 24) Bahan

kg/jam

kgmol

Paraffin (C12H26)

15427.81

90.75

Paraffin (C14H30)

1161.23

5.86

LAB (C18H30)

5647.68

22.96


406.52

1.48

22.643,246


DUDDY & DEDY



B−39

Setelah dilkukan trial bubble point maka kondisi operasi feed masuk pada kolom stripper 2 T1 = 298 oK T2 = 241,31 oC (514,31 oK) T2


∫ Cp dT

T1


Kg

kmol

∫Cp dT

Hin

C12H26

15427.81

90.75

91908.858

8.340.896,342

C14H30

1161.23

5.86

106351.189

623.729,850

LAB

5647.68

22.96

126000.096

2.892.716,554

heavyAlkylate

406.52

1.48

123165.713

182.735,806

Total

26456.15

12.040.078,552

B. Neraca Energi Keluar kolom stripper 2 1. SubKondenser 2 Energi masuk Subkondenser (Kd-02) adalah energi bahan pada puncak kolom bagian atas Stripper 2 di aliran 25 dimana fungsinya Sub kondenser ini untuk mengembunkan produk atas ST – 01 aliran 25 berfase gas, stelah dilakukan trial dew point, didapatkan P

= 1 atm

(101,325 Kpa)

T2 = 220,99 oC (493,99 oK) Tref = 298 K a. Energi bahan masuk pada kolom atas fase gas


kg

kmol

∫Cp dT

Hout

Paraffin (C12H26)

15.427,81

90,75

69.395,162

6.297.737,418

Paraffin (C14H30)

1.161,23

5,86

80.352,136

471.250,264

Total

3.812,907


265.199,668

DUDDY & DEDY



B−40

n

 T  Diketahui Hvap = A 1 -  kJ/mol  Tc  C12H26

C14H30

A = 77.166,00

A = 86.885,00

Tc = 658.20 K

Tc = 692,40 K

n = 0,407

n = 0,418 0,407

Hvap C12H26

 493,99  = 77,166 × 1   658,20 

Hvap C14H30

 493,99 oK  = 86,885 × 1  692,40  

= 43.855,33 kJ/mol 0,418

= 51.529,68 kJ/mol

Bahan

kmol

Hvap

H

Paraffin (C12H26)

90,75

43.855,33

4.676.412,533

Paraffin (C14H30)

5,86

51.529,68

257.203,306

Total

4.933.615,839

b. Entalpi bahan keluar dalam fase cair T1 = 298 K T2 = 220,99 oC (493,99 oK)


kg

kmol

∫Cp dT

H

Paraffin (C12H26)

15.427,81

90,75

95191.507

8.638.802,768

Paraffin (C14H30)

1.161,23

5,86

82078.948

481.377,691

Total

3.812,907

9.120.180,459

Maka beban kondensor (Qc) = Hout – Hin + Hvap = 9.120.180,459 – 265.199,668 + 4.933.615,839 = 1.632.309,91 k INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−41

Pendingin yang digunakan adalah dowtherm A dengan campuran dari biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 30oC dan temperatur keluar 130 oC mempunyai nilai ∫ Cp dT = 30.014,55 Kj/jam 783

QC

∫ Cp dT

= n

743

1.632.309,91 kJ


n

= 242,71 kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 242,71 x

166

= 40.289,74 kg/jam

2. Reboiler Energi masuk reboiler (Rb-02) adalah energi bahan keluar pada bagian bawah kolom Stripper 2 di aliran 28 sama dengan energi keluar pada aliran 29, dimana fungsinya reboiler ini Menguapkan sebagian cairan fraksi bawah kolom stripper 2, sekaligus memenaskan bahan aliran 28 berfase cair, stelah dilakukan trial Bubble point Suhu Operasi Bawah diperoleh : P

= 1,5 atm (151,95 Kpa)

T

= 348,60 oC (621,60 oK)

Tref = 25 C (298 oK)

Bahan

Kg

kmol

LAB

5.647,680

22.96

heavyAlkylate

406,522

1.48


DUDDY & DEDY



B−42

T2


∫ Cp dT

T1


Kg

kmol

∫Cp dT

H

LAB

5.647,680

22.96

200.195,726

4.596.103,572

heavyAlkylate

406,522

1.48

195.959,349

290.736,673

Total

6.054,203

4.886.840,245

Panas masuk = panas keluar HF + QR = HD + HB + QC QR

= 9.120.180,459 + 4.886.840,245 + 1.632.309,91 – 12.040.078,552 = 6.900.557,99 kJ

Pemanas


biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow

Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 510oC dan temperatur keluar 470oC mempunyai nilai ∫ Cp dT = 15.098,46 Kj/kmol 783

QR

= n

∫ Cp dT

743

6.900.557,99 kJ


n

= 457,037

kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 457,037 x

166

= 75.868,18 kg/jam


DUDDY & DEDY


B−43



Aliran masuk ( kJ )

Aliran keluar ( kJ )

Entalpi feed ( Hf )

12.040.078,55

-


-

6.768.987,681


-

4.886.840,245


-

7.284.808,62


6.900.557,99

-

Total

18.940.636,543

18.940.636,543

B.2.5 COOLER 1 (CO-01) : Mendinginkan produk, n-paraffin, dari 220,99 oC sampai 30 oC

Fungsi


A. Neraca Entalpi Cooler 1 Hin = Hout + Qc Tin

= 220,99 oC

= 493,99 oK

Tout

= 30,1 oC

= 303,20 oK

Tref

= 25 oC

= 298 oK

Keterangan: Energi bahan masuk Cooler 1 pada aliran 26 sama dengan energi bahan yang keluar dari Subkondensor 2 (Kd-02) pada kolom stripper 2


DUDDY & DEDY



B−44

1. Entalpi bahan masuk (Hin) Tabel B.45. Entalpi bahan masuk Cooler 1 pada aliran 26 Komponen

Massa masuk

Hin (kJ)

413

∫ Cp dT

(mol/jam)

298

Paraffin (C12H26)

90,756

95.191,51

8.638.802,77

Paraffin (C14H30)

5,866

82.078,95

481.377,69

Total

96,62

9.120.180,46

2. Entalpi bahan keluar (Hout) Tabel B.46. Entalpi bahan keluar (Hout) Cooler 1 pada aliran 27 Komponen

Massa masuk

413

∫ Cp dT

(mol/jam)

Hout (kJ)

298

Paraffin (C12H26)

90,756

1,747.86

158,621.86

Paraffin (C14H30)

5,866

1,508.08

8,844.62

Total

96,62

167,466.48

Q Pendinginan (QC) Hin

= Hout + QC

9.120.180,46

= 167,466.48

Q pendinginan (QC )

=

Pendingin

+ QC

8.696.017,26 kJ/kmol


biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 30oC dan temperatur keluar 120 oC mempunyai nilai ∫ Cp dT = 26.901,20 Kj/jam

783

QC

= n

∫ Cp dT

743

8.696.017,26 kJ


= n 26.901,20 kJ/kmol

DUDDY & DEDY



B−45

= 8.696.017,26 kJ 26.901,20 kJ/kmol n

= 323,26 kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 323,26 x

166

= 53.660,76 kg/jam

Tabel B.47. Resume Neraca energi di Cooler 2 Komponen

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Hin

9.120.180,46

0

Hout

0

167,466.48

QC

0

8.696.017,26

TOTAL

9.120.180,46

9.120.180,46


: memisahkan LAB dari heavy alkylate, kemurnian produk 100% LAB teruapkan semau

Keterangan : LAB hasil produk dari kolom stripper akan direaksikan dengan SO3uap dalam reaktor Sulfonasi (R-03) (Paten No. ),

Bahan masuk (aliran 29) LAB

= 2070,484 kg/jam

heavy Alkylate

= 426,627 kg/jam


DUDDY & DEDY



B−46

Setelah dilkukan trial bubble point maka kondisi operasi feed masuk pada kolom stripper 2 T1 = 298 oK T2 = 348,60 oC (621,60 K oK) T2


∫ Cp dT

T1


Kg

kmol

∫Cp dT

H

LAB

5647.68

22.96

200195.368

4596095.349

heavyAlkylate

406.52

1.48

195959.001

290736.156

Total

26456.15

4.886.831,51

B. Neraca Energi Keluar kolom stripper 3 1. SubKondenser 3 Energi masuk Subkondenser (Kd-03) adalah energi bahan pada puncak kolom bagian atas Stripper 3 di aliran 32 dimana fungsinya Subkondenser ini untuk mengembunkan produk atas ST – 01 aliran 32 berfase gas, stelah dilakukan trial dew point, didapatkan P

= 1 atm

(101,325 Kpa)

T2 = 327,96 oC (600,96 K oK) Tref = 298 K a. Energi bahan masuk pada kolom atas fase gas


kg

kmol

∫Cp dT

Hout

LAB

5.647,684

22,958

151373.497

3.475.240,372

Total


3.475.240,372

DUDDY & DEDY



B−47

n

 T  Diketahui Hvap = A 1 -  kJ/mol  Tc  CLAB A = 107.892,00 Tc = 774,26 n = 0,429

 600,96  = 107.892,00 × 1   774,26 

Hvap LAB

0,407

= 56.767,664 kJ/mol = 1.303.274,873 Kj/jam

b. Entalpi bahan keluar dalam fase cair T1 = 298 K T2 = 220,99 oC (493,99 oK)


kg

kmol

∫Cp dT

Hout

LAB

5.647,684

22,958

184.983,653

4.246.864,022

Total

4.246.864,022

Maka beban kondensor (Qc) = Hout – Hin + Hvap = 4.246.864,022 – 3.475.240,372 + 1.303.274,873 = 2.074.898,50 kJ/kmol

Pendingin yang digunakan adalah dowtherm A dengan campuran dari biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow

Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 30oC dan temperatur keluar 200 oC mempunyai nilai

∫ Cp dT = 52.505,02 Kj/jam 783

QC

= n

∫ Cp dT

743

2.074.898,50 kJ


= n 52.505,02 kJ/kmol

DUDDY & DEDY



B−48

= 2.074.898,50 kJ 52.505,02 kJ/kmol n

= 39,52 kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 39,52 x

166

= 6.560,00 kg/jam

2. Reboiler Energi masuk reboiler (Rb-03) adalah energi bahan keluar pada bagian bawah kolom Stripper 3 di aliran 30 sama dengan energi keluar pada aliran 31 dimana fungsinya reboiler ini Menguapkan sebagian cairan fraksi bawah kolom stripper 3, sekaligus memenaskan bahan aliran 30 berfase cair, stelah dilakukan trial Bubble point Suhu Operasi Bawah diperoleh : P

= 1 atm (101,3 Kpa)

T

= 349,09 oC (622,09 oK)

Tref = 25 C (298 oK)

Bahan heavyAlkylate = 406,522 Kg = 1,48 kmol T2


∫ Cp dT

T1


Kg

kmol

∫Cp dT

H

heavyAlkylate

406,522

1,48

196.319,703

291.271,31

Total

291.271,31

Panas masuk = panas keluar HF + QR = HD + HB + QC


DUDDY & DEDY


QR

B−49


= 3.475.240,37 + 291.271,31 + 2.074.898,50 – 4.886.831,51 = 954.578,70 kJ

Pemanas


biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 510oC dan temperatur keluar 470oC maka diperoleh harga ∫ Cp dT = 15.098,46 Kj/kmol 783

QR

= n

∫ Cp dT

743

954.578,70 kJ

= n 15.098,46 kJ/kmol = 6.900.557,99 kJ 15.098,46 kJ/kmol n

= 63,224

kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 63,224 x

166

= 10.495,114 kg/jam


Hin ( kJ )

Hout ( kJ )

Entalpi feed ( Hf )

-


4.886.831,51 -

3.475.240,372


-

291.271,314


-

2.074.898,52


6.900.557,99

-

Total

5.841.410,210

5.841.410,210


DUDDY & DEDY


B−50


B.2.7 COOLER 2 (CO-02) Fungsi

: Mendinginkan produk LAB


A. Neraca Entalpi Cooler 2 Hin = Hout + Qc Tin

= 327,96 oC

Tout

o

= 45 C

= 318 K

Tref

= 25 oC

= 298

= 600,68 K

Keterangan : Energi bahan masuk Cooler 2 pada aliran 33 sama dengan energi bahan yang keluar dari Sub kondensor 3 (Kd-03) pada kolom stripper 3 1. Entalpi bahan masuk (Hin) Tabel B.53. Entalpi bahan masuk (Hin) Cooler 2 pada alairan 33 Bahan

kg

kmol

∫Cp dT

H

LAB

5.647,680

22,96

184.983,653

4.246.864,02

Total

4.246.864,02

2. Entalpi bahan keluar (Hout) Tabel B.54. Entalpi bahan keluar (Hout) Cooler 2 pada aliran 31 Bahan

kg

kmol

∫Cp dT

H

LAB

5.647,680

22,96

7.493,79

172.042,69

Total

172.042,69

Hin

= Hout

+ QC

4.246.864,02 kJ

= 172.042,69 kJ

Q pendinginan (QC )

= 4.074.820,21 kJ/kmol


+ QC

DUDDY & DEDY



B−51

Pendingin yang digunakan adalah dowtherm A dengan campuran dari biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 30oC dan temperatur keluar 200 oC mempunyai nilai

∫ Cp dT = 52.505,02 Kj/jam 783

QC

= n

∫ Cp dT

743

4.074.820,21 kJ


n

= 77,61 kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 77,61 x

166

= 12.882,96 kg/jam

Tabel B.55. Resume Neraca energi di Cooler 2 Komponen

Masuk (kJ)

Keluar (kJ)

Hin

4.246.864,02

0

Hout

0

172,042.69

QC

0

4.074.820,21

TOTAL

4.246.864,02

4.246.864,02

B.2.8 Vaporiser (V – 01) Fungsi : Menguapkan kandungan SO3 yang terdapat pada aliran 41 Bahan Masuk (aliran 40) SO3

= 1.891,74 kg/jam

Aliran 41 dipanaskan hingga 45 oC dimana SO3 pada suhu ini sudah menguap


DUDDY & DEDY



B−52

T2


∫ Cp dT

T1

Dimana pada bahan masuk T1 = 298 K (T referensi) T2 = 303 K 1. Entalpi bahan masuk V – 01 dalam keadaan cair

Tabel B.56. Entalpi bahan masuk (Hin) Vaporizer 1 pada aliran 41 Bahan

Kg

kMol

∫Cp dT

H

SO3

1.891,74

23,630

1.280,124

30.248,892

Total

30.248,892

2. Entalpi bahan keluar V – 01 dalam fase gas

Tabel B.57. Entalpi bahan keluar (Hout) Vaporizer 1 pada aliran 42 Bahan

Kg

kMol

∫Cp dT

H

SO3

1.891,74

23,630

1.029,713

24.331,757

Total

24.331,757

Panas laten penguapan n

 T  Diketahui Hvap = A 1 -  kJ/mol  Tc  SO3 A = 73,370 Tc = 490,85 K n = 0,565 Hvap SO3

318   = 73,370 × 1   490,85 


0,377

= 40.683,25 kJ/mol

DUDDY & DEDY



B−53

λ = λ nbp x ( Tc - T / Tc - Tnbp ) 0,38 Dimana : λ vap


λ nbp (Hv)


Tc

= Temperatur kritis

Tnbp


T


Maka :

n

Komponen

λ nbp

λ

(kJ/kmol)

(kJ/kmol)

x

(kmol/jam) (fraksimol)

Qv (kJ)

SO3

23,629

1

40.683,251 40.683,251 40.683,25

Total

23,629

1

40.683,25


= 40.683,25 kJ/kmol

H sensibel T keluar = 465,50 oC (738,50 oK) T masuk = 333,52 C (606,52 oK) BM

n

∫ Cp dt

Komponen

Massa (kg)

(kg/kmol)

(kmol)

(kJ/kmol)

H (kJ)

SO3

1.891,74

80,058

23,630

774,956

18.311,948

Total

20.785,18

18.311,948

Panas yang diperlukan di Vaporizer = Q Panas yang masuk Hin +

= Panas yang keluar

Q = Hout + Qv + Hsensibel

30.248,89 + Q = 24.331,756 + 40.683,25 + 18.311,948 Q = 53.078,06 kJ

Pemanas


biphenyl (C12H10) dengan diphenyl oxide (C12H10O) (Trademark of The Dow INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−54

Chemical Company ("Dow")) pada temperatur masuk 510oC dan temperatur keluar 470oC mempunyai nilai kapasitas panas ∫ Cp dT = 15.098,46 Kj/kmol 783

QR

= n

∫ Cp dT

743

53.078,06 kJ = n 15.098,46 kJ/kmol = 53.078,06

kJ

15.098,46 kJ/kmol n

= 3,515 kmol

Maka massa yang di butuhkan oleh dowtherm A sebagai pemanas adalah Massa dowtherm A

= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 3,515 x

166

= 583,57 kg/jam

Tabel B.58. Resume Neraca energi di Vaporiser (V – 01) Komponen

Masuk (kJ/jam)

Hin

30.248,89

Keluar (kJ/jam)

Hout

24.331,76

panas laten penguapan (Qv)

40.683.251

H sensibel

18.311,95

Q dowtherm

53.078,06

Total

83.326,96


83.326,96

DUDDY & DEDY



B−55

B.3 Neraca Energi Pada Unit Produksi Linear Alkyl Benzene Sulfonate Acid (HLAS)

B.3.1 Reaktor Sulfonasi (R-03) Fungsi

: Tempat terjadinya reaksi pembentukan Linear Alkyl Benzene Sulfonate Acid (HLAS) dari reaksi antara LAB dendan SO3

kodisi operasi : 45 oC ; 1 atm

A. Energi Masuk Reaktor Sulfoanasi 1. Energi Masuk Reaktor Sulfoanasi adalah energi yang keluar dari cooler 2 pada aliran 34 dan energi yang keluar dari mixedpoint pada aliran 45 T masuk

= 45oC

T referensi

= 25 oC

Tabel B-59. Energi Masuk Reaktor Sulfoanasi pada aliran 34 Komponen


n-Dodecylbenzenee/LAB

33,22

318

∫ Cp dT

318

∫ Cp dT . (kJ)

∆H = n

298

298

10.715,48

35.5985,76

35.5985,76

Total

(C18H30)

Total

Tabel B-60. Energi Masuk Reaktor Sulfoanasi pada aliran 44 Massa Komponen

masuk (mol/jam)

303

∫

303

Cp dT

∆H = n . ∫ CpdT (kJ) 298

298

SO3 uap

23,63

1.029,71

24.331,76

Udara

314,16

588,89

185.007,99

Total

209.339,74

Total Energi masuk pada Reaktor Sulfonasi = 565.325,50 Kj/jam INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−56

B. Perhitungan Panas Reaksi 1. Panas reaksi 1 ( Hr1) Reaksi :

C6H5 C12H25 + SO3

Reaktan

kmol/jam

C6H5 C12H25

0,40

SO3 Uap

0,97

Jumlah

C12H25.C6H4.SO3H

Produk

kmol/jam

C12H25.C6H4.SO3H

22,68

1,37

Hof C6H5 C12H25

= -178.700,00 kJ/kmol

Hof SO3

= -396000 kJ/kmol

o

H f C12H25.C6H4.SO3H

22,68

= -5,96E+05 kJ/kmol

Perhitungan Hr Hr

= (n x Hof)produk - (n x Hof)reaktan = [(n x Hof C12H25.C6H4.SO3H)] – [ (n x Hof SO3)+(n x Hof C6H5 C12H25) ] = [(- 13510771.64) ] – [(- 71772.55) + (- 382375.84) ] = - 13.200.168,35 kJ

Keterangan : Karena Hr berharga negatif, maka reaksi di atas termasuk reaksi eksotermal yang berarti reaksi tersebut membutuhkan pendingin.


DUDDY & DEDY



B−57

C. Energi Keluar Reaktor Sulfonasi T keluar

= 45 oC

T referensi

= 25 oC

Tabel B-61. Energi Keluar Reaktor Sulfonasi pada aliran 35 Massa masuk

318

Komponen

(mol/jam)

298


33,22

10715.48

4303,73

SO3 uap

23.63

1029.71

994,26

Udara

314,16

588.89

185.007,99

HLAS

37,72

168110.13

6341.733,13

∫ Cp dT

318

∫ Cp dT . (kJ)

∆H = n

298

6.532.039,11

Total

D. Perhitungan Kebutuhan Pemanas H in total + Hr total = H out total + Q pendingin 565.325,50 + (-13200168.35)

= 6.532.039,11 + Q pendingin

Q pendingin = 7.089.910,64 Kj Digunakan pendingin dowtherm A pada temperatur masuk 30 oC dan keluar pada temperatur 40 oC didapat Cp Dowtherm A sebagai pendingin ∫ Cp dT =

2.882,60 kj/jam

QC

= n

7.089.910,64 kJ


n

= 2.459,55 kmol


= n x BMrata2

Massa dowtherm A

= 2.459,55 x

166

= 408.285,38 kg/jam


DUDDY & DEDY



B−58

Tabel B-62. Resume Neraca Energi Di R-03 Komponen

Masuk (KJ)

Panas yang dibawa Reaktan (HOR)

565.325,50

Panas reaksi standar (∆HOF298 =ekso )

13.056.623,25

Keluar (KJ)

Panas yang dibawa produk = ∆HP

6.532.039,110

Panas yang dimanfaatkan (Q)

7.089.909,640

Total

13.621.948,75

13.621.948,75

B.3.2 SEPARATOR (S-02) Fungsi

: Memisahkan gas SO3 sebagian dari LABsisa, HLAS

Kondisi operasi : 45 oC; 1 atm

Neraca Entalpi Separator •

Entalpi bahan masuk (Hin). Energi masuk pada separator adalah energi yang keluar dari R-03 pada Aliran 35 Hin (Separator)

= Hout (R-03) = 6.532.039,11 kJ/jam

•

Entalpi bahan keluar (Hout) Tabel B-63. Neraca energi Separator (S-02) Komponen

Masuk (kJ)

Keluar (kJ) Aliran 36

Aliran 38

LAB sisa

10.715,48

10.715,48

HLAS SO3 uap sisa atas

168.110,13

168.110,13

1.029,71

1.029,71

SO3 uap sisa bawah

588,89

588,89

Udara

185.007,99

185.007,99

TOTAL


6.532.039,11

DUDDY & DEDY



B−59

B.3.3 Stabilizer Water Fungsi

: untuk mensetabilkan prodak yang di inginkan maka ditambahkan H2O

kodisi operasi : 45 oC ; 1 atm

A. Energi Masuk Stabilizer Water Energi Masuk Reaktor Stabilizer Water adalah energi yang keluar dari Reaktor Sulfonasi pada aliran 35 dan energi pada aliran 39 dari utilitas T masuk

= 45oC

T referensi

= 25 oC

Tabel B-64. Energi Masuk Stabilizer Water pada aliran 39 + 35 Massa Komponen

318

∫ Cp dT

masuk (mol/jam)

318

∆H = n .

298

∫ Cp dT

HLAS

22,68

528,65

11.990,00

SO3 uap

0,77

1.029,713

796,01

LAB sisa

0,28

10.715,475

2.974,12

H2O

2,88

1.507,208

4.336,57

Total

(kJ)

298

20.096,70

Total Energi masuk pada Reaktor Sulfonasi = 565.325,50 Kj/jam

B. Perhitungan Panas Reaksi 1. Panas reaksi 1 ( Hr1) Reaksi :

SO3

+

H2O

Hof SO3

= -396.000,00 kJ/kmol

Hof H2O

= -813987 kJ/kmol

Hof H2SO4

= -423120 kJ/kmol


H2SO4

DUDDY & DEDY



B−60

Perhitungan Hr Hr

= (n x Hof)produk - (n x Hof)reaktan = 227,778 kJ

Keterangan : Karena Hr berharga negatif, maka reaksi di atas termasuk reaksi eksotermal

C. Energi Keluar Stabilizer Water T keluar

= 45 oC

T referensi

= 25 oC

Tabel B-65. Energi Keluar Stabilizer Water pada aliran 40 Massa masuk

318

Komponen

(mol/jam)

298

HLAS

22,68

528,65

11.990,00

LAB sisa

0,28

10.715,48

2.974,12

H2O

2,10

1.507,208

3.171,73

H2SO4

0,77

2.831,200

2.188,62

Total


∫ Cp dT

318

∆H = n

∫ Cp dT . (kJ)

298

20.324,47

DUDDY & DEDY



B−61

Tabel B-66 Resume Neraaca energi Stabilizer Water Komponen

Masuk (KJ)

Entalpi Reaktan (HOR)

20.096,70 kJ

Panas reaksi standar (∆HO298)

227,778

Entalpi Produk (HOP)

Keluar (KJ)

20.324,482

Q pendingin Total


20.324,48 kJ

20.324,482

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

C.1 TANGKI PENYIMPAN PARAFIN (T-01) Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku benzen (C6H6) Jenis : Silinder Tegak berdasar rata dan beratap torispherical Head Tanpa pengaduk (Brownell & Young, hal 3) Bahan : Carbon Steel SA 201 Grade A Jumlah : 3 unit

C.1.1 Data •

Tekanan

= 1 atm

•

Temperatur

= 30 oC.

•

Kebutuhan paraffin

= 20.785,676 kg/jam

•

Lama penyimpanan

= 7 hari

•

Jumlah

= 4 unit

Tabel C-01. Densitas Campuran Densitas

komponen

•

t=30 C

masa

fraksi

Densitas

masa

campuran


754,834

293,76

0,070

52,84


741,639

3,902,87

0,930

689,72

4.196,63

1

742,56

Densitas (ρ)

= 742,56 kg/m3


PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

B−2

C.1.2 Volume Tangki, VT Volume n-parafin memenuhi 80% dari volume tangki Massa paraffin untuk 3 unit =

Jumlah bahan baku paraffin x 24 jam/hari x Lama penyimpanan Jumlah 3 Unit

= 4.196,63 kg

•

Volume parafin, VL

= Massa x ρ campuran = 237,37 m3

•

Volume tangki, VT

= 80% Volume parafin = 296,71 m3

C.1.3 Dimensi Tangki •

Diameter Dalam Tangki, IDT dan Tinggi Tangki, HT VT = π × ID T2 × H T ; 4

HT = 1 IDT

Dimana : IDT

= Diameter dalam tangki, m

HT

= Tinggi tangki , m

 4V  IDT =  T   π 

1

3

IDT = 1 H = 11,474 m = 225,86 in •

Diameter Luar Tangki, ODT

o Tinggi Cairan dalam tangki, HL VL

= π × ID T2 × H L 4

HL

=

4VL π.ID T2

= 5,884

m

o Tekanan hidrostatik, Phidrostatik


DUDDY & DEDY


Phidrostatik


B−3

(g = 9,8 m/dt2)

= ρ.HL.g = 66.857,75 N/m2 = 0,6598 atm

o Tekanan Desain, Pdesign = 120% ( P + Phidrostatik)

Pdesign

= 1,992 atm = 29,28 psi o Tebal dinding tangki, t t=


+C

[Pers. 14.34, Brownell & Young]

Dimana : t

= tebal tangki , in

Pdesign = Tekanan desain IDI

= Diameter dalam tangki, in = 226 in

F

=

Maximum allowable stress untuk SA-201 grade A

(appendix D,item 4, brownell and Young ) = 13750 psi E

= welded joint efficiency (efisiensi penyambungan) = 0,8 Tipe joint yang dipilih adalah double welded butt joint tanpa diradiografi dan tanpa stress relieve → max efficiency berdasarkan table 13.2, hal 254, Brownell & Young.

C

= faktor korosi yang diijinkan untuk umur alat 10 tahun = 0,125 in

t = 0.5 in Diambil tebal standar, t = 1 in Maka Diameter Luar Tangki : ODT

= IDT + 2.t

ODT

= 227,9 in

Diambil ukuran standar: ODT Standar = 228 in INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−4

IDT Standar = [ODT Standar - 2.t] = 226 in

C.1.4 Tinggi Tangki Termasuk Head, HTH •

Tebal Head, tH Berdasarkan tabel 5.7, Brownell & Young, hal 90, untuk: ODT

= 228 in

Diperoleh : icr

= 13 3/4 in

r

= 180 in

Syarat penggunaan torispherical head: icr > 6%.IDT 13.75 in

>

13.560

[Brownell & Young,hal 88]

in (memenuhi)

W = ¼ (3 + (rc/ri)0,5)

[Pers. 7.76, Brownell]

Dimana : W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head, in rc = radius of crown = r ri = inside corner radius = icr W = 1,655 in tH =

Pdesign rc . W 2f .E - 0,2 Pdesign

+C =

0,416 in

[Pers.7.77, Brownell]

Diambil tH Standar = 7/16 in •

Tinggi Head, OA Berdasarkan tabel 5.6, Brownell & Young, hal 88, untuk: tH = 7/16 in Diperoleh :

Standart straight flange, Sf

= 1 ½ in s⁄d 4 ½ in,

dipilih Sf = 1,5 in Untuk menghitung tinggi head digunakan penjelasan pada fig. 5.8, Brownell & Young, hal 87 (Gambar C.1).


DUDDY & DEDY



a

= ID/2

= 113 in

AB

= a – icr

= 99,250 in

BC

= r – icr

= 166,250 in

AC

= [ (BC)2 – (AB)2 ]½ = 99,250 in

b

= r – AC

B−5

= 166,250 in

Maka; OA

= tH + Sf + b = 48,564 in = HT + OA

HTH

= 12,71 m

C.2 TANGKI PENYIMPAN BENZEN (T-02) Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku benzen (C6H6) Jenis : Silinder Tegak berdasar rata dan beratap torispherical Head Tanpa pengaduk (Brownell & Young, hal 3) Bahan : Carbon Steel SA 201 Grade A Jumlah : 3 unit

C.2.1 Data •

Tekanan

= 1 atm

•

Temperatur

= 30 oC.

•

Kebutuhan C6H6

= 1.906,45 kg/jam

•

Lama penyimpanan

= 7 hari

•

Jumlah

= 3 unit

•

Densitas (ρ)

= 866,81 kg/m3

C.2.2 Volume Tangki, VT Volume n-parafin memenuhi 80% dari volume tangki Massa C6H6 untuk 3 unit =

Jumlah Benzen x 24 jam/hari x Lama penyimpanan Jumlah Unit


DUDDY & DEDY


= 106.761 •


B−6

kg

Volume benzen, VL


•

Volume tangki, VT




HT = 2 IDT

Dimana : IDT


HT

= Tinggi tangki , m

 4V  IDT =  T   π 

1

3

IDT = H = 5,808 m = 228,67 in •

Tekanan hidrostatik, Phidrostatik Phidrostatik

(g = 9,8 m/dt2)

= ρ.HL.g = 39.507,59

N/m2

= 0,39 atm •

Tekanan Desain, Pdesign Pdesign

= 120% ( P + Phidrostatik) = 1,67 atm = 24,52 psi

•

Tebal dinding tangki, t t=


+C


Dimana : t

= tebal tangki , in Pdesign = Tekanan desain INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


IDI


B−7

= Diameter dalam tangki, in = 114.34 in

F

= Maximum allowable stress untuk SA-201 grade A (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 13750 psi

E


C


t = 0.38 in Diambil tebal standar, t = 1 1/8 in Maka Diameter Luar Tangki : ODT

= IDT + 2.t

ODT

= 230,92

in

Diambil ukuran standar: ODT Standar = 240 in IDT Standar = [ODT Standar - 2.t] =

237,75 in



= 240 in

Diperoleh : icr

= 14,438 in

r

= 180 in


DUDDY & DEDY



B−8

Syarat penggunaan torispherical head: icr > 6%.IDT


14,438 in > 14,265 in (memenuhi) W = ¼ (3 + (rc/ri)0,5)


Dimana : W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head, in rc = radius of crown = r ri = inside corner radius = icr W = 1.633 in tH =


+ C = 0,340 in


Diambil tH Standar = 3/8 in

•



= 1 ½ in s⁄d 3 in,

dipilih Sf = 1,5 in Untuk menghitung tinggi head digunakan penjelasan pada fig. 5.8, Brownell & Young, hal 87 (Gambar C.1). a

= ID/2

= 118,875 in

AB

= a – icr

= 104,438 in

BC

= r – icr

= 165,653 in 2

2 ½

AC

= [ (BC) – (AB) ]

= 128,467 in

b

= r – AC

= 51,533 in

Maka; OA

= tH + Sf + b = 53.408 in = 1.3566 mTinggi tangki termasuk head,

HTH

= HT + OA = 7,165 m


DUDDY & DEDY



B−9

C.3 HEAT EXCHANGER (HE) Fungsi

: Penukar panas antara keluaran bawah Reaktor Dehydrogenasi dalam fluida fasa gas dengan bahan baku n-parafin dari tengki (T-01) dalam fluida fasa cair

Jenis


Bahan


Jumlah

: 1 buah.

C.3.1 Data •

Tekanan operasi, P = 1 atm = 14,696 psi

•

Panas yang diberikan (Qc) Qc

•

= 17.131.064,500 kJ/jam = 18.074.230,249 Btu/jam

Fluida panas (Tubes) : bahan yang keluar dari Reaktor Dehydrogenasi Laju alir massa, Wt = 21.269,909 kg/jam

•

= 46.891,334 lb/jam

T1 = 465,5 oC

= 869,9 oF

T2 = 206oC

= 402,8 oF

Fluida dingin (Shell) : bahan baku n-parafin dari tengki bahan baku Laju alir massa, Ws =20.785,68 kg/jam

= 45.823,80 lb/jam

t1

= 30 oC

= 86oF

t2

= 333,52 oC

= 632 oF

C.3.2 Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD)

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

•

LMTD =

•

LMTD Correction Factor (FT)

= 275,78 oF

R

= (T1 - T2 ) / (t 2 - t 1 )

=1

S

= (t 2 - t 1 ) / (T1 - t 1 )

= 0,57

[Pers. 5.14, Kern]

Dipilih 1-2 exchangers Untuk 1 pass Shell dan 2 pass Tube dari Fig.18 Kern, nilai R dan S diatas diperoleh nilai FT = 0,73


DUDDY & DEDY


•


B−10

Koreksi LMTD = LMTD x FT = 206,03 oF

C.3.3 Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD Dari tabel 8 Kern hal 840, untuk fluida dingin bahan baku parafin dan fluida panas uap parafin,olefin dan H2, harga UD = 40 - 75 Btu/jam ft2 ºF Asumsi: UD = 50 Btu/jam ft2 oF •

Luas permukaan transfer panas, A A =

QC U D .LTMD

( pers 5.3 Q.Kern)

= 1.577,753 ft2

•

Tebal tubes minimum, tm

tm =

Pdesign ( OD t / 2 ) ( f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

+C


Dimana : tm

= tebal tube (in)

Pdesign

= Tekanan desain dalam tube = 14.70 psia

ODt

= Diameter luar tube, direncanakan = 1 in

F

= Maximum allowable stress untuk bahan stainless steel SA - 213 Grade TP316 = 17532 psia

E

= welded joint efficiency = 0,8

C


Maka; tm = 0,1255 in Dari Tabel.10, Kern diambil standar tubes terdekat dengan nilai diatas, sehingga diperoleh: t

= 0,134 in

BWG = 10 ODt

= 1 in

IDt

= 0,732 in


DUDDY & DEDY


•

a’t

= 0,421 in2

ao

= 0,262 ft2/ln ft


B−11

Jumlah tube, Nt Direncanakan panjang tubes, L = 10 ft Nt =

•

Α a o .L

= 602,656 tubes

Koreksi Luas permukaan transfer panas, A A = Nt . ao . L Dari Tabel 9 hal 842, Kern untuk : ODt

= 1 in; 1,25 in triangular pitch

n

= 6 - pass

Diambil standar jumlah tube, diperoleh : Nt

= 614 tubes

IDs

= 37 in

A = 1.607,452 ft •

2

Koreksi Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD UD

=

Qc = 49,08 Btu/jam.ft2.oF Α.LMTD

C.3.4 Faktor Kekotoran (Rd) •

Fluida dingin dalam Shell o Flow area, as aS =

ID S .C'.B Pt .144

IDs : Diameter dalam

[Pers. 7.1, Kern]

= 37 in

B : Baffle spacing (min1/5IDs), B = 1/5.IDs = 7,4 in Pt : Pitch

= 1 in

c' : Clearance antar tubes, c' = Pt-ODs

= 0,25 in

as dalam ft2, maka: as = 0,3803 ft2


DUDDY & DEDY



B−12

o Laju alir massa (Gs)

Gs =

Ws as

[Pers. 7.2, hal 150 Kern]

= 120.500,862 lb/jam.ft2 o Bilangan Reynold, Re s Re s =

D e .G S µ

[Pers. 7.3, Kern]

De: Diameter ekivalen shell (ft) pada ODt 0,75” De = 0,72 in = 0,060 ft

[Fig. 28, Kern]

µ : viskositas pada Ta = 1/2(T1+T2) = 309oF µ = 0,0140 lb/ft,jam

[Chemical Properties Hand Book’s”McGraw-Hill”]

Res = 516.339,36 o Koefisien perpindahan pipa lapisan luar, ho 1

jH . k  Cp . µ  3 ho =   (φt ) IDt  k 

jH = 420

(pada Res)

[Fig. 28, Kern]

pada tc = 309oF

[Chemical Properties Hand Book’s McGraw-Hill ]

Cp = 0,86 Btu/lb.oF k = 0,135 Btu/ft².jam(ºF/ft) ho/Φs = JH x( k/De)(C x µ air/k)1/3 ho/Φs = 314,17 Btu/ft².jam.ºF

[pers 6.15b, hal 150, Kern]

o Temperatur dinding pipa, tw tw

= tc +

ho φs (Tc − tc ) (hio φt ) + (ho φs )

[Pers. 5.31, Kern]

= 337,87 oF

o Koreksi koefisien perpindahan panas, ho

ho φa φa

ho

=

φs

= (µ/µ w) 0.14

[Pers. 6.36, Kern]

pada tw = 337,87 oF µ w = 0,0169 lb/ft.hr


φs = 0,8299 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−13

ho = 307,89 Btu/jam.ft.oF •

Fluida panas dalam Tubes o Flow area, at at =

Nt .a 't = 0,2992 ft2 144 .n

[Pers. 7.48, Kern]

o Laju alir massa, Gt Gt =

Wt = 156.731,346 lb/jam.ft2 at

o Bilangan Reynold, Ret Ret =

IDt .G t µ µ : viskositas pada pada tc = 1/2(t1+t2) = 636 oF µ = 0,024 lb/ft,jam

[Chemical Properties Hand Book’s McGraw-Hill]

maka : Ret = 397.458,961 o

Perpindahan pipa lapisan luar, hi 1

jH . k  Cp . µ  3 hi =   (φ t ) IDt  k 

jH = 710

[Fig. 24, Kern] o

pada Tc = 143,708 F


Cp = 0,46 Btu/lb.oF k = 0,142 Btu/ft².jam(ºF/ft) ho/Φs = JH x( k/De)(C x µ air/k)1/3

[pers 6.15b, hal 150, Kern]

h i φ t = 4.426,98 Btu/ft².jam.ºF

o Perpindahan pipa lapisan luar, hio h io h ID = i x φt φt OD

[Pers. 6.5, Kern]

hio φ t = 3.240,55 Btu/ft².jam.ºF

o Koreksi Perpindahan pipa lapisan luar, hio h io =

h io φt φt Pada tw = 337,87 oF:


DUDDY & DEDY


µ w = 0,0121 lb/ft.hr


B−14


φ t = (µ/µ w) 0.14 = 1,40 hio = 4.536,7723 Btu/ft².jam.ºF •

Clean Overall Coefficient, Uc Uc =

•

[Pers. 6.37, Kern]

h io .h o = 288,321 Btu/ft².jam.ºF h io + h o

[Pers. 6.38, Kern]

Dirt Factors, Rd Rd =

UC - UD U C .U D

Rd = 0,0169

[Pers. 6.13, Kern]

ft².jam.ºF/Btu

Rd min = 0,001 (Table 12, hal 845, Kern) Rd > Rd min, maka Rd memenuhi syarat

C.3.5 Pressure drop •

Fluida panas dalam Shell ∆ PS =

f .G s2 .ID s .( N + 1) 5 , 22 x10 10 .D e .s.φ s

[Pers. 7.52, Kern]

∆PS

= Pressure drop didalam shell (psi)

f

= Faktor friksi untuk shell pada Res = 0,001

N+1

[Fig. 29, Kern] L

= Number of crosses = 12 x /B = 16,22 ft

De

= Diameter ekivalen (ft) = IDs/12 = 0,060 ft

s

= spesifik grafity pada Tc =1

[www.armandproducts.com]

∆PS = 0,24 psi ∆PS < 10 psi (Rancangan memenuhi)


DUDDY & DEDY


•


B−15

Fluida dingin dalam Tubes ∆PT = ∆Pt + ∆Pr

f .G 2t .L.n ∆ Pt = 5,22 x1010.ID t . s . φ t

[Pers. 7.45, Kern]

f = 0,00014 (pada Ret)

[Fig. 26, Kern]

n : Jumlah passes dalam tubes = 6 s = 1

[www.armandproducts.com]

Maka : ∆PT = 5,333 psi ∆PT < 10 psi (Rancangan memenuhi)

C.4 Fired Heater (F-01) : Untuk memanaskan umpan sekaligus merubah fase dari 277 oC

Fungsi

sampai dengan 465,5 oC kg jam

Laju alir bahan

= 20.785,182

Temperatur umpan masuk

= 333,52 oC

= 632,35 oF

Temperatur umpan keluar

= 465,5 oC

= 869,9 oF

Kebutuhan panas untuk menaikkan temperatur umpan dari 333,52 oC ke 465,5 oC adalah Q

= 23.888.911,612

kJ jam

= 22.642.318,926

BTU jam

Effisiensi panas = 75% Qn

= 30.189.758,568

BTU jam

Dengan 85% transfer panas terjadi pada bagian radian maka : Qr

= 19.245.971,087 BTU jam


DUDDY & DEDY



B−16

Q = 12000 BTU2 (tabel 19.2 Kern) dengan type furnace gas oil cracking   hr. ft  A  radian

heating. Luas permukaan radian, Ar =

Qr = 1.603,83 ft2 Q    A rad

Menghitung Ukuran Tube pada bagian Radian Menghitung diameter optimum pipa yang akan dipakai untuk furnace Ukuran Tube pada bagian Radian Aliran masuk feed

= 20.785,182 kg/jam = 45,822,712 bm/jam = 763,712 lbm/min = 12,73 lb/detik

ρ

= 592,050 Kg/m3

[hysys]

= 36,960 lbm/ft3 Laju alir volumetrik,Qf =

W

ρ

=

12,73 = 0,344 ft3/dtk 36,960

dianggap aliran turbulen Dicari diameter optimum pipa : IDopt = 3,9 x Qf 0,45 x ρ0,13

(pers. 14,15, Peter's)

= 3,86 inch, diambil yang berukuran 4 in

(apendixK, Brownell)

Menentukan tebal pipa aliran gas masuk Bahan konstruksi

= Nicrofer®6025 HT- Alloy 602 CA TP

allowable stress (F)

= 26,000 psi

(MDS no 4037, Okt 2002 ed)

effisiensi penyambungan (E) = 0,8

(tabel.13,2, Brownell)

Corrosion alowance ( C) = 0,125 in/10th

tebal pipa (tp) =

Pdesign × Ri ( F × E ) − (0.6 × Pdesign )

+C

dimana : R = jari-jari pipa = ½D = ½ x 4 = 2 in INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−17

Faktor Keamanan 10%, maka: Pdesign = 1,1 x 1 atm = 1,1 atm = 17,640 psia tp = 0,127 in dipakai pipa dengan spesifikasi : Schedule Number

= 40 S

Ukuran nominal

= 4 in

OD act

= 4,5 in

ID act

= 4,026 in

Luas Permukaan luar tube : ao = 12.7 ft2/ft Pitch , Pt = 9,5 in Panjang Furnace, L = Lt - 1,5 diambil panjang

Lt = 12 ft L = 10,5 ft

Menghitung jumlah tube, Ntr: Ntr

=

Ar = L × ao

80783,93 18,5 × 115

= 12 tube Menghitung Laju alir Massa Flue Gas (G) Dianggap ekses udara untuk membakar fue gas sebanyak : x = 25% Gf

= (822 + 7,78X) x Qn x 10-6

(Tabel 8,16 Wallas)

= 24.874,7 lb/jam 4 shield tube, equilateral spacing, jarak dengan dinding = 3 in G

=

Gf × 12 3600 × L × 42,5

= 1,858

lb sec . ft 2

Menghitung Mean Tube Wall Temperatur (Tr) Tr

= 100 + 0,5(t1+ t2) = 100 + 0,5 (531,9 + 869,9) = 800,9 oF


DUDDY & DEDY



B−18

Menghitung LMTD

LMTD

=

Fuel (oF)

Umpan (oF)

∆t

1600

869,9

730,10

1200

632,35

567,65

(730,10 − 567,65)  730,10  Ln   567,65 

= 698,66 oF Menghitung Transfer Panas pada Bagian Konveksi (Qc) Qc

= Qn - Qr = 30/189.758,568 – 19.245.971,087 = 10.943.787,481 BTU jam

Menghitung Clean Over all Coefisien (Uc) Uc = (a + b.G + c.G2)(4,5/d)0,25

(Tabel 8.16, Wallas)

a = 2,461 - 0,759z + 1,625z2

= 2,895

b = 0,7655 + 21,373z - 9,6625z2

= 11,685

c = 9,7938 - 30,809z + 14,333z2

= -5,687

Z=

1.050 Tr = = 0,5208 1000 1000

d = OD = 4,5 in Uc = 4,973

Menghitung Luas Permukaan Konveksi (Ac) Ac

=

Qc Uc × LMTD

= 3.150,002 ft2

Menghitung Jumlah tube pada bagian konveksi, Ntc : Ntc

=

Ac L × Ao

= 23,622 ≈ 24 tube


DUDDY & DEDY



B−19

Dimensi Furnace : Ntr

=7

Ceiling tube

= 4 tube

Shield tube

= 2 tube

wall tube = (7 – 4 - 2 )/ 2 = 0,5 ≈ 1 tube Ntc

= 7 tube (7 baris & masing-masing baris terdiri dari 0,5 ≈1 tube)

Ukuran furnace dibagian radian : Panjang,P =10,5 ft = 3,2 m Lebar, L = ((6+2) x 4,5/12) + (((6+2)-1) x 1,5/12)

= 8,125 ft = 2,48 m

Tinggi,T = (3,8 x 4,5/12) + ((3.8-1) x 1,5/12)

= 0,38ft = 0,1143 m

Ukuran furnace dibagian konveksi : Panjang,P = 10,5 ft = 3,2 m Lebar, L = (2 x 4,5/12) + ((2-1)x1,5/12)

= 0,875ft = 0,2667 m

Tinggi,T = (1,766 x 4,5/12) + ((1,766 – 1) x 1,5/12)

= 0,76ft = 0,2310 m

Menghitung The cold Plane Area (Acp) Acp = L x Pt x (Ntr - 4) = 18,5 x ( 9,5/12) x (38 – 4) = 41,56 ft2 Menghitung Absortivity (α) X = Pt/ODt = 9,5/4,5 = 2,11 α = 1 - [0,0277 + 0,0927 (X-1)] (X-1) = 1- [0,0277 + 0,0927 (2,11 – 1)] x (2,11 – 1) = 0,855 Menghitung Luas Permukaan Dalam Shell (As) As = 2 [ l (T + L) + (T x L) ] = 184,59 ft2 Menghitung Refraktory Surface (Aw) Aw = As - Acp = 143,03 ft2


DUDDY & DEDY



B−20

Menghitung Effective Absorptivity αAr = Ashield + (α x Acp) = 220,12 ft2

Aw = 0,65 α Ar Menghitung Mean Beam Length (Lmb) Lmb = 2/3 (Vol furnace)1/3 = 2/3 x (10,5 x 8,125 x)1/3 = 7,11 ft2 Menghitung Tekanan Parsial Flue gas (p) p = 0,288 - 0,229 x + 0,090 x2 = 0,2057 atm X = fraksi vol udara = 0,25 Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar Untuk Furnace Menggunakan fuel gas hasil produk samping berupa C3H8 Komponen

Hv Komponen (Btu/lb)

C3H8

19200

Data Heating Value dari: Perry’s Tabel 9-31

massa bahan bakar =

Q 0,85 × Hv

= 1.337,25 lb/jam = 606,577 kg/jam

Kebutuhan bahan bakar ini sebagian dapat disuplai dari Gas Propane = 606,577 kg/jam hasil produk atas Separator sedangkan sebagiannya lagi dengan menggunakan fuel gas berupa solar :


DUDDY & DEDY



B−21

C.5 REAKTOR DEHYDROGENASI (R-01) Fungsi

: Sebagai tempat bereaksi olefin dengan benzena membentuk LAB.

Tipe


Jumlah : 1 unit

C.5.1 DATA •

Tekanan Operasi

= 1 atm

•

Temperatur operasi

= 465,5oC

•

Laju alir umpan massa gas

= 21.269,909 kg/jam

•

Laju alir massa air pendingin

= 43.964,736 kg/jam

Tabel C-02. Densitas umpan reaktor pada kondisi operasi. Komponen

reaktan(kg/jam)

fraksi

C12H26 (n-paraffin)

15.427,81

C14H30 (n-parrafin)

Densitas

x . Densitas

3

(kg/m )

(kg/m3)

0,73

751,145

544,83

1.161,23

0.05

762,913

41,65

C12H24 (olefin)

3.856,95

0.18

762,2

138,21

C14H28 (olefin)

290,798

0.01

774,098

10,58

H2

533,116

0.03

69,8591

1,75

Jumlah

21.269,91

1

Densitas gas

737,03

[Sumber: HYSYS]

C.5.2 KATALIS C.5.2.1 Spesifikasi Katalis Jenis katalis = Alumina Komposisi

: lithium 0,5% platinum 0,75% arsenic 0,3 platinum

Diameter katalis

= 1440 kg/m3

Volume pori-pori

= 0,40 ml/g 0,0004

porositas, X

= 0,58


DUDDY & DEDY



B−22

= 737,03 Kg/cm3

Densitas

Menentukan volume katalis dalam reaktor LHSV

= volume feed/volume katalis = 32 /jam

volume bahan dalam reaktor =

masa total densitas campuran

=

21269 ,91 737.03

volume bahan

= 28,86 m3/jam

volume katalis

= 28 ,86 30 = 0,90 m3

Volume total = V kosong + V katalis = (X × V total) + V katalis volume total terisi = Vkatalis (1 − X ) = 2,13 m3 volume total design =

2,27 m 3 100% − 0,20%

= 2,659 m3

C.5.3 DIMENSI REAKTOR C.5.3.1 Diameter Reaktor •

Tebal tubes, tt Direncanakan menggunakan tube dgn diameter luar ( OD ) tube = 1,5 in Bahan Carbon Steel SA - 106 ( Brownell :hal 251 ) Spesifikasi : P = Tekanan design ( 1,1 x 1 atm ) = 16,17 psia psia T design = 465,50 oC x 1,1 atm = 512,05 oC = 785,05 oK

953,69 oF

Direncanakan menggunakan tube dengan diameter, OD = 1,5 in = 0,125 ft


DUDDY & DEDY



B−23

Bahan : Carbon Steel SA-106 Grade A F = 6500 psia ( allowble working stress ) J = 0,8 ( effisiensi sambungan ) doeble welded joint C = 0,125 in  Pi .Do  Tebal tube =  +C  2 .F .J  tt

•

= 0,127 in = 1 inch

Jumlah tubes, Nt

o Pd Kern tabel 10 :

yang mendekati tebal tube ≈ 10 BWG

Tebal tube, tc

= 0,134 inch

IDt (diameter dalam tube)

= 1,23 inch = 0,1025 ft

Luas area tiap tube, at'

= 1,075 inch2

Luas permukaan dalam tube, ao = 0,393 ft Panjang tube, L

= 15 ft

Volume satu tube Volume satu tube

= 1/4 π ID2 L = 0,125 ft3 = 0,004 m3

o Jumlah tube

•

Volume total Volume satu tube = 607,17 tube ≈ 607 tube

=

Menentukan Diameter Shell

Persamaan. 10-1. E Ludwig “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plastic”, untuk triangular pitch :

Nt =

[{(IDs − K1) × 3.14 / 4}+ K 2]− [{P × (IDs − K1)}× {(K 3 × n) + K 4}] 2

Dimana : Nt (jumlah tube)

1.233 × P 2

= 336 buah

P (tube pitch, triangular pitch) = 1,875 in n (jumlah pass)

= 1 buah

K1 = 1,08 K2 = -0,9


DUDDY & DEDY



B−24

K3 = 0,69 K4 = -0,8 IDS (diameter dalam shell) Perhitungan dilakukan dengan trial and error sehingga diperoleh jumlah tube dalam shell yang sesuai. Trial IDs

= 58,862 inch = 1,495 m

IDs = 58,86 inch H = 3D H = 14.72 in •

Tebal shell (dinding reactor), ts Untuk bahan Carbon Steel SA-201 grade A (Brownell tabel 13 ) Dimana ts = (tebal Shell) r

= 1/2 IDS

= 29,431 in

P (tekanan design)

= 16,17 psia

Allowable working Stress ( F )

= 6500 Psi

Effisiensi sambungan ( E )

= 0,8

Faktor korosi

= 0,125 inch  Pi .D  +C =   2 .F .J 

Tebal shell ts

= 0,217 in

Diambil tebal shell standard = 0,25 in

(Tabel 5.8 hal 93, Brownell & Young)

C.5.3.2 Tinggi Reaktor Termasuk Head, H •

Tebal Head, tH Bentuk

: Elipsoidal Head

Bahan

: carbon steel SA 207 grade A

P design

= 16,17 psia

T design = 512,05 oC = 785,05 K (953.69 oF) Allowable working Stress ( F ) = 6500 Psi Effisiensi sambungan ( E ) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

= 0,8 DUDDY & DEDY



Faktor korosi

B−25

= 0,125 inch

ODs = IDs + 2 ts ODs

= 59,36 inch

ODs = IDh

= 59,36 inch

P x IDh x V (2 x f x E ) - (0.2 x P ) Dimana : th =

th

= Tebal Head

P (tekanan design)

= 16,17 psia

(Pers 7.57, Brownell & Young

hal 90)

V = 1/6 (2 + K2) K=a/b Dengan a = IDh / 2 b = inside depth of dish = IDh / 4

Dari Fig 5.7.e (Brownell)

Didapat : a = 29,681 inch b = 14,841 inch K = 2,0 V = 1,0 th =

0,217 in

Digunakan head standar yaitu : 0,25inch •

(Tabel5.11,Brownell)

Tinggi Head, OA Dari Brownell & Young, tabel 5.11, untuk th = 1 inch diperoleh : sf ( standart straight flange ) = 1.5 – 4 inch, diambil sf = 4 inch Tinggi Head :

OA = th + b + sf OA = 0,25 inch + 14,841 inch + 4 inch OA = 19,0905 in = 0,48 m

•

Menentukan Volume Head Volume tutup ( Torispherical head ) untuk 2 tutup : V = π D3 / 12 V = π × (47,12 / 12)3 / 12 V = 30,882

ft3 Tinggi Reaktor termasuk head,


DUDDY & DEDY


•


B−26

Menentukan Tebal Screen

t screen = Dscreen

( )

(Pers 6.55a Brownell hal 102)

3 ×P 16 f

Dimana : f

(allowable stress)

= 6500 psia

Dscreen ( Diameter screen Idshell ) = 58,86 in P (tekanan design reaktor)

= 16,17 psia

t screen tebal plate screen untuk bed katalis jadi tebal plate screen : tscreen

= 1,273 in = 1 in

•

Menentukan Jarak Screen dari Dasar Shell Jarak screen dari dasar vessel diambil sebesar Inside Depth of Dish (IDD), dimana :

OD 4 = 14,841 in

IDD =

= 0,377 m

C.5.3.3 Menentukan ukuran Total Reaktor ⊕ Menentukan Tinggi Total Reaktor Ht = Hs + 2Hh Dimana : Ht

= Tinggi total reaktor

Hs

= Tinggi Shell = 15 ft = 4,572 m

Hh

= Tinggi Head (OA) = 19,091 inch = 0,485 m

2Hh

= 0,969 m

Maka : Ht = 5,54 m INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−27

⊕ Menentukan Volume Total Reaktor Vt = V silinder + V tutup + 2V sf Dimana : V silinder

= (1/4 x π (IDs)2 L)

V silinder

= (1/4 x π (43,14 / 12)2 x 40) = 283,314 ft = 30,882 ft3

V tutup

= (1/4 x π (IDs)2 sf)

V sf

= (1/4 x π (43.14 / 12)2 x (4/12)) = 6,296 ft3 = 12,592 ft3

2V sf Maka :

= 326,79 ft3

Vt

C.5.4 PERANCANGAN SISTEM PEMANAS Fungsi

: Sebagai pemanas bahan untuk mempertahankan temperatur operasi dalam reaktor yang bereaksi endotermis yang dihasilkan oleh reaksi dan menjaga temperatur reaktor agar tetap konstan.

C.5.4.1 Data •


•

Fluida dingin : gas masuk reaktor Temperatur masuk (t1) = 465,5 oC (869,9 oF) Temperatur keluar (t2) = 465,5 oC (869,9 oF)

•

Fluida panas : uap dowtherm A Temperatur masuk (T1) = 510 oC (950 F) Temperatur keluar (T2) = 468 oC (874,4 F) Beban panas Reaktor, Q Q = 4,251,874,82 kJ/jam Bahan umpan Reaktor Ws = 44.558,94 lb/jam


DUDDY & DEDY


•


B−28

Laju alir massa uap Dowtherm A Wt = 21.269,91 kg/jam = 46.892,07 lb/jam

C.5.4.2 Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) •

LMTD

=

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

[Pers. 5.14, Kern]

= 14,587 oF

C.5.4.3 Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD •

Luas permukaan transfer panas, A Dari tabel 10 Kern, dipilih ukuran tube ODt

= 1,5 in

panjang

= 40 ft

ao

= 0,3925 ft2/ft

BWG

= 8

Triangular Pitch = 1,875ft

0,3925 ft2/ft

A = Nt . ao . L = 3.574,72 ft2 •

Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD UD =

Qc Α.LMTD

= 28,319 Btu/jam.ft2.oF •

Menentukan Temperatur Average Untuk fluida yang berada dalam shell berlaku : Ts avg = T 1 + T 2 = 489 oC 2 = 912,2 oF Untuk fluida yang berada dalam tube berlaku : t1 + t 2 Tt avg = 2 = 465,5 oC


DUDDY & DEDY



B−29

= 869,90 oF

C.5.4.4 Faktor Kekotoran (Rd) •

Fluida dingin dalam Shell o Flow area, as IDs x C x B as = Pt x 144

[Pers. 7.1, Kern]

= 58,862 in

IDs : Diameter dalam 1

2

B : Baffle spacing (min. /5IDs), B = /5.IDs

= 9,180 in

Pt : Pitch

= 1,875 in

c' : Clearance antar tubes, c' = Pt - ODs

= 0,375 in

as dalam ft2, maka: as = 0,75 ft2 o Laju alir massa (Gs) Ws as

Gs =

[Pers. 7.2, Kern]

= 59.373,09 lb/jam.ft2 o Bilangan Reynold, Re =

De × Gs µs

[Pers. 7.3, Kern]

De: Diameter ekivalen shell (ft) pada ODt 1½” De = 1,08 in = 0,090 ftft

[Fig. 28, Kern]

(untuk 1,875 triangular pitch, dengan OD tube 1,5 inch) pada Tavg = 912,2 oF, diperoleh : µ

= 0,968 lbm/jam ft

[Trademark of The Dow Chemical Company]

Re s = 66.242,70

o Koefisien perpindahan pipa lapisan luar, ho 1

jH. k  Cp. µ 3 ho =   (φs ) De  k  jH = 160

(pada Res)

[Pers. 6.15b, Kern] [Fig. 28, Kern]

Dari Trademark of The Dow Chemical Company pada Tt avg = 903,2 oF diperoleh :


DUDDY & DEDY



B−30

Cp = 0,68 Btu/lb.oF k = 0,03 Btu/ft².jam (ºF/ft) ho = 150.349 Btu/ft².jam.ºF •

[Pers. 6.36, Kern]

Fluida panas dalam Tubes o Flow area, at IDt = (diameter dalam tube)

= 1,23 in

= 0,1025 ft

Diameter luar tube, ODt

= 1,5 in

= 0,125 ft

n

= 1 pass

Nt

= 307 buah

at'

= 1,075 in2

at = Nt.a t ' ;ft2 = 4,533 ft2

[Pers. 7.48, Kern]

144 .n

o Laju alir massa, Gt

Gt =

Wt at

= 4.692,55 lb/jam.ft2

o Bilangan Reynold, Re t Re t =

ID t xG t µ

viskositas pada pada Tt avg = 869,9 oF µ = 0,0735 lb/ft,jam Re t o

[hysys]

= 10.372,42


jH . k  Cp . µ  3 hi =   (φ t ) IDt  k 

jH = 570

[Pers. 6.15a, Kern] [Fig. 24, Kern]

pada Tt avg = 869,9 oF: Cp = 0,8 Btu/lb.oF k = 0,064 Btu/ft².jam(ºF/ft)

[hysys] [hysys]

hi = 345,433 Btu/jam ft2 oF o Koreksi Perpindahan pipa lapisan luar, hio h io = hi x

ID OD


[Pers. 6.5, Kern]

DUDDY & DEDY

PRA PERANCANGAN PABRIK HLAS hio = 283,255

•

B−31

Btu/jam ft2 oF


•



[Pers. 6.38, Kern]


UC - UD = 0,0251 ft².jam.ºF/Btu U C .U D

[Pers. 6.13, Kern]

Rd ≥ 0,002 (rancangan memenuhi)

C.5.4.5 Pressure drop •

Fluida panas dalam Shell Re (bilangan reynold)

= 66.242,70

f (faktor friksi)

= 0,0009

Sg (spesific grafity)

=1

N + 1 = 12 L/B

= 522,875 ft

Ds (diameter shell)

= 58,86 inch

De (diameter ekivalen) = 0,09 Gs (laju umpan / area) ∆ PS =

= 4,91 ft

ft

= 59.373,09

lb/jam.ft2

f .G s2 .ID s .( N + 1) 5 , 22 x10 10 .D e .s.φ s

[Pers. 7.52, Kern]

∆PS : Pressure drop didalam shell (psi)] ∆PS = 1,732 psi ∆PS < 10 psi (Rancangan memenuhi) •

Fluida dingin dalam Tubes Pada ψ (sphericity)

=1

× (porositas)

= 0,5

Ff (faktor friksi)

= 500

(Fig. 220, Brown)

FRe (faktor Reynold)

= 17

(Fig. 219, Brown)

Dp (diameter partikel)

= 0,00984 ft

Gt (laju umpan)

= 4.692,55 lb/jam.ft2

µ (viskositas)

= 0,0735 lb/ft.jam


didapat,

DUDDY & DEDY



B−32

=19.339,113 L

= 40 ft

f (faktor friksi)

= 0,00025

gc (kec. gas)

= 32,2 ft/dt2

ρg (densitas gas)

= 382,91 kg/m3

(Fig. 26, Brown)

∆PT = ∆Pt + ∆Pr

∆ Pt =

f .G 2t .L.n 5,22 x1010.ID t . s . φ t

= 0.21

[Pers. 7.45, Kern]

psia

∆PT < 10 psi (Rancangan memenuhi)

C.6 KONDENSOR SUB COOLER (KD) Fungsi : untuk menurunkan temperatur yang keluar HE dari 206,5 C sampai 35 C sekaligus merubah fase bahan (parafin,olefin ) sedangkan H2 tetap dalam keadaan Gas Tipe

: Horizontal Condenser.

Jenis : Shell and Tube Heat Exchanger Jumlah : 1 unit.

C.6.1 Data •


•

Beban panas kondensor, Qc Qc

= 8.530.841,13 kJ/jam = 8.085.677,10 Btu/jam

•

Fluida dingin (Shell) : parafin,olefin dan H2 Laju alir massa, Ws = 58.711,14 kg/jam

•

= 129.433,73 lb/jam

T1 = 206,25oC

= 403,26oF

T2 = 35oC

= 95oF

Fluida panas (Tubes) : dowtherm A Laju alir massa, Wt = 21.269,91 kg/jam


= 46.891,33 lb/jam

DUDDY & DEDY



t1

= 30oC

= 86oF

t2

= 130oC

= 266oF

B−33

C.6.2 Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) •

LMTD

=

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

[Pers. 5.14, Kern]

= 47,07oF •

LMTD Correction Factor (FT) R

= (T1 - T2 ) / (t 2 - t 1 )

= 1,71

S

= (t 2 - t 1 ) / (T1 - t 1 )

= 0,57

Dipilih 1-2 exchangers, Untuk 4 pass Shell dan 8 pass Tube dari Fig.19 Kern, nilai R dan S diatas diperoleh nilai FT = 0,8 •


C.6.3 Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD Dari TABLE 11-3 Perry hal 11-25 Typical Overall Heat-Transfer Coefficients untuk fluida dingin dowtherm A dan fluida panas parafin,olefin dan H2, harga UD = 80-120 Btu/jam ft2 ºF Asumsi: UD = 120 Btu/jam ft2 oF •


QC U D .LTMD

= 1.789,25

•

ft2

Tebal tubes minimum, tm tm =


+C


Dimana : tm

= tebal tube minimum (in)

Pdesign

= Tekanan desain dalam tubes = 120% P = 1,2 x 1 atm = 1,2 atm = 15,90 psia


DUDDY & DEDY



ODt

= Diameter luar tubes, direncanakan = 0,75 in

F

= Maximum allowable stress untuk bahan SA-213 Grade

B−34

tipe P316 (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 17,532 psia E


C


Maka; •

tm

= 0,1254 in

Dari Tabel.10 Kern diambil standar tubes terdekat dengan nilai (tm) diatas, sehingga diperoleh: t

= 0,134 in

BWG = 10

•

ODt

= 1 ½ in

IDt

= 0,123 in

a’t

= 1,19 in2

ao

= 0,393 ft2/ln ft


Α a o .L

= 284,91 tubes •

Koreksi Luas permukaan transfer panas, A A = Nt . ao . L Dari Tabel.9, Kern untuk : Pt

= 1 7/8 in; 1 in triangular pitch

n

= 4 - pass

Diambil standar jumlah tube terdekat, diperoleh : Nt

= 290 tubes

IDs

= 39 in

A = 1821.2 ft2 •

Koreksi Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD


DUDDY & DEDY


UD =


B−35



Fluida panas dalam Shell o Flow area, as aS =

ID S .C'.B Pt .144

[Pers. 7.1, Kern]


= 39 in

B : Baffle spacing (min. 1/5IDs), B = 0,25.IDs = 13 in Pt : Pitch

= 1,88 in


= 0,38 in

as dalam ft2, maka: as = 0,7042 ft2 o Laju alir massa Gs

Gs =

Ws as

[Pers. 7.2, hal 150 Kern ]

Gs = 66591.24

lb/jam.ft2

o Bilangan Reynold, Re s Re s =

D e .G S µ

[Pers. 7.3, Kern]

De: Diameter ekivalen shell (ft) pada ODt 1” De = 0,090 ft

[Fig. 28, hal 838, Kern]

1

o

Tc = /2(T1+T2) = 249 F µ = viskositas pada Tc = 1,9602 lb/ft,jam

[hysys]

Re s = 121848



(pada Res)



DUDDY & DEDY



B−36

pada Tc = 249oF : Cp = 0,761 Btu/lb.oF k

[Hysys]

= 0,071 Btu/ft².jam(ºF/ft)

h o φs = 431.81 Btu/ft².jam.ºF o Temperatur dinding pipa, tw = tc +

tw


[Pers. 5.31, Kern]

= 238,69oF


ho φa φa

ho

=

φa

= (µ/µ w) 0.14

pada tw = 238,69 oF µw

= 0,049 lb/ft.hr

[hysys]

φa = 1 ho = 431,81 Btu/jam.ft.oF •

Fluida dingin dalam Tubes

o Flow area, at Nt .a t ' ;ft2 144 .n

at =

= 0,5991ft2

[Pers. 7.48, hal 150,Kern]


Gt =

Wt at

= 216.035,4 lb/jam.ft2


ID t × G t µ

µ : viskositas pada pada tc = 1/2(t1+t2) = 176oF µ = 1,961 lb/ft, jam



DUDDY & DEDY


Re t o


B−37

= 311297


jH . k  Cp . µ  3 hi =   (φ t ) ID t  k 

[Pers. 6.15a, Kern]

jH = 55

[Fig. 24, Kern]

pada tc = 176 oF : Cp = 0,44 Btu/lb.oF


k = 0,071 Btu/ft².jam(ºF/ft) [Trademark of The Dow Chemical Company] h i φ t = 87.64 Btu/ft².jam.ºF

o Koefisien Perpindahan pipa lapisan luar, hio

h io h ID = i x φt φt OD

[Pers. 6.5, Kern]

hio φ t = 71,87 Btu/ft².jam.ºF

o Koreksi Koefisien Perpindahan pipa lapisan luar, hio h io =

h io φt

φt

[Pers. 6.37, Kern]

hio = 215,61 Btu/ft².jam.ºF •



= 143.8 Btu/ft².jam.ºF •

[Pers. 6.38, hal 150Kern]

Dirt Factors, Rd Dari Tabel 9.5, Alat Penukar Kalor: Rd pendingin

= 0,001 ft².jam.ºF/Btu

Rd organik vapour


Rd = 0,001 + 0,0005 = 0,0015 ft².jam.ºF/Btu Rd =

UC - UD U C .U D

[Pers. 6.13, Kern]

= 0,0015 ft².jam.ºF/Btu Rd ≥ 0,0015 (rancangan memenuhi)


DUDDY & DEDY



B−38

C.6.5 Pressure drop •

Fluida panas dalam Shell f .G s2 .ID s .( N + 1) ∆ PS = 5 , 22 x10 10 .D e .s.φ s

[Pers. 7.52, Kern]

Dimana:

∆PS


f


N+1

= Number of crosses = 12 x L/B

= 14,77 ft

De

= Diameter ekivalen (ft) = IDs/12

= 0,090 ft

s

= spesifik grafity

=1

[Fig. 29, Kern]

[HYSYS]

∆PS = 0,04 psi ∆PS < 10 psi (Rancangan memenuhi) •


∆PT = ∆Pt + ∆Pr ○

∆ Pt =

f .G 2t .L.n 5,22 x1010.ID t . s . φ t

[Pers. 7.45, Kern]

Dimana : f = 0,00026 (pada Ret )

[Fig. 26, Kern]

n = Jumlah passes dalam tubes = 4 s

= 1

∆Pt = 0,05 psi ∆PT < 10 psi (Rancangan memenuhi)

C.7 SEPARATOR 1 (S-01) Fungsi : Memisahkan campuran gas-cair yang keluar dari Kondensor Sub Cooler. Jenis


Bahan : Stainless Steel SA-167 Grade 11 tipe 316

C.7.1 Data •

Tekanan operasi

= 1 atm

•

Temperatur

= 35 oC


DUDDY & DEDY



B−39

Tabel C-03. Konstanta Densitas untuk cairan Komponen

A

B

n

Tc

n-Parafin C14

0,236

0,256

0,273

692,400

n-Parafin C12

0,234

0,252

0,290

658,200

1-Olefin C14

0,240

0,252

0,304

692,000

1-Olefin C12

0,240

0,254

0,297

657,000


Tabel C-04. Densitas Campuran umpan (S) pada kondisi operasi. Komponen

mL (kg/jam)

x

ρ (kg/m3)

x.ρ (kg/m3)

n-Parafin C14

1,161,233

0,056

1.531,825

85,780

n-Parafin C12

15,427,810

0,744

1.546,908

1,150,873

1-Olefin C14

290,797

0,014

1.606,069

22,522

1-Olefin C12

3..856,952

0,186

1.553,289

288,905

Jumlah

•

1,548,081

Densitas cairan, ρL

= 1.548,081 kg/m3

Tabel C-05. Konstanta Densitas untuk gas Komponen

A

B

n

Tc

H2

0,034

0,347

0,276

33,180


Tabel C-06. Densitas Campuran umpan (S) pada kondisi operasi. Komponen

mL (kg/jam)

x

ρ (kg/m3)

x.ρ (kg/m3)

H2

533,117

1.000

1,137

1,137

Jumlah


1,137

DUDDY & DEDY



•

Densitas cairan, ρL

= 1,134 kg/m3

•

Jumlah cairan, mL

= 2.0736,793 kg/jam

•

Jumlah gas, mG

= 533,117 kg/jam

B−40

C.7.2 Volume Vessel , V Asumsi: Waktu tinggal cairan, t = 10 menit •

Volume cairan, VL=

mL xt ρL

Ditetapkan waktu tinggal cairan, t = 10 menit VL = 2,234 m •

[Hal.617, Wallas]

3

Volume gas, VG Ditetapkan waktu tinggal gas, t = 1 menit VG =

mG xt ρG

VG = 7,8116 m3 •

Volume Vessel , V o Perancangan separator yang diinginkan: 10% volume tangki terisi oleh cairan (VL) dan 90% volume tangki terisi oleh gas (VG). o Faktor keamanan = 20%

Volume Vessel

= ( VL + VG ) x 1,2 = 12,053 m3

C.6.3 Dimensi Vessel •

Diameter Dalam Vessel, ID dan Tinggi Vessel, H V = π × ID 2 × H ; 4

H = 3 ID

ID

= Diameter dalam Vessel, m

H

= Tinggi Vessel, m

 4V  ID =    3.π  ID = 1/3 HL

1

3

= 1,723 m


= 67,847 in DUDDY & DEDY


H •

•


= 5,170 m

B−41

= 203,542 in

Tinggi Cairan dalam Vessel, HL VL

= π × ID 2 × H L 4

HL

= 0,957 m

Diameter Luar Vessel, OD o Tekanan hidrostatik, Phidrostatik Phidrostatik

(g = 9,8 m/dt2)

= ρ.HL.g = 14.528,186 kgF/m2 = 0,143 atm

o Tekanan Desain, Pdesign Pdesign

= 120% ( P + Phidrostatik) = 20,1637 psi

o Tebal dinding Vessel, t t=

Pdesign ID ( 2f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

+C

[Pers.

14.34,

Brownell

&

Young]

Dimana : t

= tebal tangki , in

ID

= Diameter dalam tangki, in

F

= Maximum allowable stress untukcarbon steel SA-285 grade C (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 13750 psi

E


C


t = 0,2623 in Diambil tebal standar, t

= 5/16 in

Maka Diameter Luar Tangki : ODT

= IDT + 2.t

ODT

= 68,472 in

Diambil ukuran standar: INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−42

ODT Standar = 72 in IDT Standar = [ODT Standar - 2.t] = 71,375 in



= 72 in

Diperoleh : icr

= 4 3/8 in

r

= 72 in



7,625 in > 7,523 in (memenuhi) W = ¼ (3 + (rc/ri)0,5)


Dimana : W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head, in rc = radius of crown = r ri = inside corner radius = icr W = 1,764 in tH =


+C


= 0,3164 in Diambil tH Standar = 3/8 in •

Tinggi Head, OA

Gambar C.1. Hubungan dimensional untuk flange and dished head INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−43

Berdasarkan tabel 5.6, Brownell & Young, hal 88, untuk: tH = 3/8 in Diperoleh : Standart straight flange, Sf

= 1 ½ in s⁄d 3½ in,

dipilih Sf = 2 in Untuk menghitung tinggi head digunakan penjelasan pada fig. 5.8, Brownell & Young, hal 87 (Gambar C.1). a

= ID/2

= 35,688 in

AB

= a – icr

= 31,313 in

BC

= r – icr

= 67,625 in

AC

= [ (BC)2 – (AB)2 ]½ = 59,939 in

b

= r – AC

= 12,061 in

Maka; OA

= tH + Sf + b = 14,436 in in = 0,3667 m

•

Tinggi Vessel termasuk head, HTH

= HT + 2.OA = 5,537 m

C.8 TANGKI PENYIMPAN HIDROGEN (T-06) Fungsi : Menyimpan gas Hidrogen (H2) sebagai bahan baku cadangan. Jenis : Sphrical (Bola) Bahan : SA-167 Grade 3 tipe 304. Jumlah : 1 unit

C.8.1 Data •

Tekanan

= 1 atm

•

Temperatur

= 30 oC.

•

Kebutuhan H2

= 48,883 kg/jam


DUDDY & DEDY



•

Lama penyimpanan

= 7 hari

•

Densitas ρ

= 69,859 kg/m3

B−44

C.8.2 Volume Tangki, VT Volume gas memenuhi 80% dari volume tangki •

Massa gas

=

Total Massa gas x 24 jam/bulanx Lama penyimpanan Jumlah Unit = 8.212,41 kg

•

Volume gas

= Massa gas x ρ campuran = 117,56 m3

•

Volume tangki (VT)

= 80% Volume gas

= 130,62 m3

C.8.3 Diamter Dalam Tangki. IDT Volume tangki (VT) =

4

IDT

=

3.417 m

=

123,903 in

=

1,574 m

=

61,9513 in

Jari-jari, r

/3 π [IDT]3

C.8.4 Menentukan Tebal Tangki, th •

Tebal dinding tangki, t

t=


+C


Dimana : t

= tebal tangki , in

Pdesign = Tekanan desain dalam tubes = 120% P = 1,2 x 1 atm = 1,2 atm = 17.640 psi IDT

= Diameter dalam tangki, in

f

= Maximum allowable stress untuk bahan SA-201 Grade A (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 13.750 psi

E

= welded joint efficiency (efisiensi penyambungan) = 0,8


DUDDY & DEDY



B−45

Tipe joint yang dipilih adalah double welded butt joint tanpa diradiografi dan tanpa stress relieve → max efficiency berdasarkan table 13.2, hal 254, Brownell & Young. C


Sehingga; t Diambil tebal standar, t

= 0,15 = 1/5 in

C.8.4. Diameter Luar Tangki, ODT ODT = IDT + 2.t ODT

= 124,178 in = 3,157 m

C.9

HEATER I (H-01)

Fungsi

: untuk menaikan temperatur bahan benzen, parafin, olefin dari 40,96 oC sampai 140 oC

Jenis aliran

: Counter Current

Jenis


Jumlah

: 1 unit.

Keterangan : Bahan yang masuk H-01 adalah bahan yang sebelumnya berasal dari pencampuran produk dari separator-01, dari tengki penyimpanan benzene dan recycle dari striper-01 masuk ke tri valve sebelum dipanaskan tempratur keluar adalah 40,96 C (temperature dihitung berdasarkan pers. Antoan)

C.9.1 Data •

Tekanan operasi, P = 1 atm

•

Beban panas kondensor, QH QH

= 6.028.997,760 kJ/jam = 5.714.387,1691 Btu/jam


DUDDY & DEDY


•


Fluida dingin (Shell) : benzen,parafin,olefin Laju alir massa, Ws = 20.736,792 kg/jam

•

B−46

= 45.716,7471 lb/jam

T1 = 40,96 oC

= 106 oF

T2 = 140oC

= 284 oF

Fluida panas (Tubes) : uap dowtherm A Laju alir massa, Wt = 30.353,787 kg/jam

= 66.918,5668 lb/jam

t1

= 500oC

= 932878 oF

t2

= 470oC

= 851 oF

C.9.2. Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) •

LMTD

=

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

[Pers. 5.14, Kern]

= 708,320 oF •


= (T1 - T2 ) / (t 2 - t 1 )

= 0,00

S

= (t 2 - t 1 ) / (T1 - t 1 )

= 0,200

Dipilih 1-2 exchangers, Untuk 1 pass Shell dan 2 pass Tube dari Fig.18 Kern, nilai R dan S diatas diperoleh nilai FT = 1 •


C.9.3. Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD Dari TABLE 11-3 Perry hal 11-25 Typical Overall Heat-Transfer Coefficients untuk fluida panas uap dowtherem A dan fluida dingin parafin,olefin dan benzen, harga UD = 80-120 Btu/jam ft2 ºF Asumsi: UD = 75 Btu/jam ft2 oF •


QC U D .LTMD

= 126.350 ft2

•



DUDDY & DEDY


tm =


Pdesign ( OD t / 2 ) +C ( f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

B−47


Dimana : tm


Pdesign

= Tekanan desain dalam tubes = 120% P = 1,2 x 4 atm = 4,8 atm = 58,78 psia

ODt


F

= Maximum allowable stress untuk bahan SA-167 Grade 11 tipe 316 (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 18.500 psia

E


C


Maka; •

tm

= 0,12657964 in


= 0,134 in

BWG = 10

•

ODt

= 3/4 in

IDt

= 0,482 in

a’t

= 0,182 in2

ao

= 0,1963 ft2/ln ft


Α a o .L

= 64,366 tubes •

Koreksi Luas permukaan transfer panas, A A = Nt . ao . L Dari Tabel.9, Kern untuk : ODt

= 3/4 in; 1 in triangular pitch

n

= 2 - pass


DUDDY & DEDY



B−48


= 70 tubes

IDs

= 12 in

A = 137,4 ft2 •

Koreksi Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD UD =


C.9.4. Faktor Kekotoran (Rd) •


ID S .C'.B Pt .144

[Pers. 7.1, Kern]


= 12 in 1

B : Baffle spacing (min. /5IDs), B = 0,2.IDs

= 4 in

Pt : Pitch

= 1 in


= 0.25 in


Gs =

Ws as

Gs = 548600.9647 lb/jam.ft2

[Pers. 7.2, Kern]


D e .G S µ

[Pers. 7.3, Kern]

De: Diameter ekivalen shell (ft) pada ODt 1” De = 0,720 in = 0,069 ft

[Fig. 28, Kern]

Tc = 1/2(T1+T2) = 195 oF µ = viskositas pada Tc = 1,0482 lb/ft,jam

[HYSYS]

Re s = 35.937,5816


DUDDY & DEDY



B−49



(pada Res)


pada Tc = 195 oF : Cp = 0,28 Btu/lb.oF

[Hysys]

k

[Hysys]


h o φs = 125,7535 Btu/ft².jam.ºF o Temperatur dinding pipa, tw = tc +

tw


[Pers. 5.31, Kern]

= 369,25 oF


ho φa φa

ho

=

φa

= (µ/µ w) 0.14

pada tw = 369,25oF

•

µw

= 1,0110 lb/ft.hr

φa

= 1,025

ho

= 125,7535 Btu/jam.ft.oF

[Hysys]


o Flow area, at at' =

0,182 in2/tube

n=

2 passes

(Tabel 9,Kern)

Nt =

70

(Tabel 9,Kern)

at =

Nt .a t ' ;ft2 144 .n

[Pers. 7.48, Kern hal 150]

= 0,0442 ft2



DUDDY & DEDY


Gt =


B−50

Wt at

= 519.5613,46 lb/jam.ft2 o Bilangan Reynold, Re t Re t =

ID t × G t µ

pada tc = 1/2(t1+t2) = 905 oF µ = 0,2904 lb/ft, jam


= 718.631,1087

Re t

Perpindahan pipa lapisan luar, hi

hi =

1  Cp . µ  3

jH . k  ID t 

k

 (φ t ) 

[Pers. 6.15a, Kern]

jH = 399

[Fig. 24, Kern]

Dari Trademark of The Dow Chemical Company pada tc = 865 oF diproleh: Cp

= 0,665 Btu/lb.oF

k

= 0,0436 Btu/ft².jam (ºF/ft)

h i φ t = 570,867 Btu/ft².jam.ºF



[Pers. 6.5, Kern]



h io φt

φt

Pada tw = 875 oF :

•

µw

= 0,1900 lb/ft.hr

φt

= (µ/µ w) 0.14 = 1,02

hio

= 366,8775 Btu/ft².jam.ºF


[Pers. 6.37, Kern]

Clean Overall Coefficient, Uc


DUDDY & DEDY




Uc =

B−51

[Pers. 6.38, Kern]

= 93,653 Btu/ft².jam.ºF •

Dirt Factors, Rd Dari Tabel 9.5, Alat Penukar Kalor : Rd uap dowthrem A


Rd organik liquid


Rd = 0,003 + 0,001


Rd =


[Pers. 6.13, Kern]

Rd ≥ 0,004 (rancangan memenuhi) C.9.5. Pressure drop •


f .G s2 .ID s .( N + 1) 5 , 22 x10 10 .D e .s.φ s

[Pers. 7.52, Kern]

Dimana:

∆PS


f


N+1


= 30 ft

De


= 0,069 ft

s

= spesifik grafity pada =1



Fluida dingin dalam Tubes Untuk Ret = 718631.1087 ∆PT = ∆Pt + ∆Pr

○

f .G 2t .L.n ∆ Pt = 5,22 x1010.ID t . s . φ t

(fig.26, hal 836, Kern)

[Pers. 7.45, Kern]

Dimana :


DUDDY & DEDY


Gt = L = IDt = n = s steam=


519.5613,46 lb/jam.ft2 10 ft 0,0402 ft 2 passes dalam tubes 1

f

= 0,0003 (pada Ret )

∆Pt

= 5,2743 psi

∆ Pr

=

[Fig. 26, Kern]

4 n v 2 62 ,5 s 2 g ' 144

[Pers. 7.46, Kern]

V2/2g = 0,16 ∆Pr

B−52

(fig.27, hal 837, Kern)

= 0,556 psi

Untuk Gt = 1.929.070,63 lb/jam.ft2, diperoleh; ∆PT = 5,830 psi ∆PT < 10 psi (Rancangan memenuhi)

C.10 REAKTOR ALKYLASI (R-02) Fungsi

: Sebagai tempat bereaksi olefin dengan benzena membentuk LAB.

Tipe


Jumlah

: 1 unit

C.10.2 DATA •

Tekanan Operasi

= 4 atm

•

Temperatur operasi

= 140oC

•

Laju alir umpan massa gas

= 26.456,15

•

Laju alir massa air pendingin

= 94.848,199 kg/jam


kg/jam

DUDDY & DEDY



B−53

Tabel C-07. Densitas umpan reaktor pada kondisi operasi. Densitas

x . Densitas

(kg/m3)

(kg/m3)

0,58

751,15

438,03

1.161,23

0,04

762,91

33,49

C12H24 (olefin)

3.856,95

0,15

762,20

111,12

C14H28 (olefin)

290,80

0,01

774,10

8,51

benzene

5.719,36

0,22

882,19

190,71

Jumlah

26.456,15

1.00

Komponen

reaktan(kg/jam)

fraksi

C12H26 (n-paraffin)

15.427,81

C14H30 (n-parrafin)

781,86

[Sumber: HYSYS]

C.10.3 KATALIS C.10.3.1 Spesifikasi Katalis Jenis katalis

= HF-Mordenite

Diameter katalis

= 1,6 mm

Densitas

= 2,800 g/cm3

= 2800 kg/m3

Fraksi Void bed (Єb) = 0,4 Bulk density

= ( 1 - Єb ) x ρ

( Perry's (18-9)) 3

= ( 1 - 0,4 ) x (2800 kg/m ) = 1520 kg/m3

C.10.3.2 Menentukan tebal tube LHSV ( Liquid Hourly Space Velocity ) = 10 /jam waktu tinggal (detik) = 1 / LHSV feed masuk Volumetrik rate

= 360 detik = 26,456,152 kg/jam = 33,838 m3/jam

Volume katalis = Volumetrik rate / LHSV Volume katalis = Vkatalis (1 − X ) = 3,384 m3 = 119,497 ft3 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−54

= 5.143,33 kg volume total = Volume kosong + Volume katalis = (X × Volume total) + Volume = 6,220 m3

katalis

= 219,663 ft3 faktor keamanan

= 20%

maka, volume design = 7,775 m3

Direncanakan menggunakan tube dgn diameter luar ( OD ) tube = 1,5 in Bahan baja Carbon SA - 83 grade A (Brownell tabel 13 )

Spesifikasi ; P = Tekanan design ( 1,1 x 58,8 ) = 64,680 psia f = 11750 psia ( allowble working stress ) E = 0,800 ( effisiensi sambungan ) doeble welded joint C = 0,125 in tebal tube =

 Pi.Do   2 . f .E  + C  

tebal tube = 0,130 in

C.10.4 DIMENSI REAKTOR C.10.4.1 Diameter Reaktor •

Tebal tubes, tt Direncanakan menggunakan tube dgn diameter luar ( OD ) tube = 1,5 in Bahan Carbon Steel SA - 283 ( Brownell :hal 251 ) Spesifikasi : P = Tekanan design ( 1,1 x 58,8 ) =

64,680 psia

F = 11750 psia ( allowble working stress ) J = 0,8 ( effisiensi sambungan ) doeble welded joint C = 0,125 in  Pi .Do  Tebal tube =  +C  2 .F .J 


DUDDY & DEDY


tt •


B−55

= 0,130 in

Jumlah tubes, Nt o Pd Kern tabel 10 :

yang mendekati tebal tube ≈ 10 BWG

Tebal tube, tt

= 0,134 in

a't

= 1,190 ( flow area / tube )

ao

= 0,393 ( surface / lin ft, ft2 )

ID tube

= 1,23 in = 0,10 ft

o Volume satu tube Direncanakan: Panjang Tube, L = 21.25 ft Volume satu tube =

( panjang tube )

1/4 π ID2 L= 0,175 ft3 = 0,005 m3

o Jumlah tube Jumlah tube

=

Volume Katalis Volume satu tube

tube •

= 1253 tube

Diameter Dalam Reaktor, ID Persamaan. 10-1. E Ludwig “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plastic”, untuk triangular pitch : Dipilih :

[{(IDs− K1) ×3.14/ 4}+ K2]−[{P×(IDs− K1)}×{(K3×n) + K4}] 2

1.233× P2

Nt = jumlah tube

= 1253 tube

Diperoleh : Pt = tube pitch n = jumlah pass

•

OD

= 1,5 in

ID

= 84,15 in

= 1 7/8 =

1,875 in

= 1 pass

Tebal shell (dinding reactor), ts Bahan baja Carbon SA - 129 grade A (Brownell tabel 13 ) P = Tekanan design ( 1,1 x 29,01 ) = 64,680 psia F = 10000 psia ( allowble working stress ) J = 0,8 ( effisiensi sambungan ) doeble welded joint C = 0,125 in


DUDDY & DEDY



B−56

ID = 84,15 in Tebal shell ts

 Pi .D  =  +C  2 .F .J  = 0,465 in

Diambil tebal shell standard = ½ in = 0,013 m

•

Diameter Luar Reaktor, OD OD

= ID + 2.ts = 85,149 in

Diambil ukuran standar: OD

= 90 in = 2,286 m

ID

= [OD - 2.ts] = 89 in

C.10.4.2 Tinggi Reaktor Termasuk Head, H •

Tebal Head, tH Berdasarkan tabel 5.7, Brownell & Young, hal 90, untuk: OD

= 90 in

Diperoleh :

icr

= 5,5 in

r

= 90 in

Syarat penggunaan torispherical head:

icr > 6%.ID


2 3/8 in > 2.258in (memenuhi) W = ¼ (3 + (rc/ri)0,5)


Dimana : W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head, in rc = radius of crown = r ri = inside corner radius = icr W = 1,761 in


DUDDY & DEDY


tH =



+C

B−57


= 0,808 in Diambil tH Standar = 0,875 in

•

Tinggi Head, OA

Gambar 5.1. Hubungan dimensional untuk flange and dished head

Berdasarkan tabel 5.6, Brownell & Young, hal 88, untuk: tH = 0.875 in Diperoleh :


= 1 ½ in s⁄d 4 in,


= ID/2 = 42,074 in

AB

= a – icr = 36,574 in

BC

= r – icr = 84,5 in


DUDDY & DEDY



B−58

Maka; OA

= tH + Sf + b = 16,7 in

•

Tinggi Reaktor termasuk head, H

= L + 2.OA = 24,004 in

C.10.4.3 Volume Reaktor, Vr Vr

= ¼.π.ID2.H = 948,76 ft3 = 26,87 m3

C.10.5 PERANCANGAN SISTEM PENDINGIN Fungsi : Sebagai medium pendingin reaktor dimana fungsi kerjanya adalah menyerap panas yang dihasilkan oleh reaksi dan menjaga temperatur reaktor agar tetap konstan.

C.10.5.1 Data •


•

Beban panas Reaktor, Q Q

= 4.050,893 kJ/jam = 3.841.866,808 Btu/jam

•

Fluida panas (Tubes) : bahan umpan Reaktor Laju alir massa, Ws = 26.456,152 kg/jam

•

= 58.203,535 lb/jam

T1 = 140oC

= 284 oF

T2 = 140 oC

= 284 oF

Fluida dingin (Shell) : Air Pendingin Laju alir massa, Wt = 116.062,01 kg/jam

= 255,873,608 lb/jam

t1

= 30oC

= 86oF

t2

= 50oC

= 122 oF


DUDDY & DEDY



B−59

C.10.5.2 Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) •

LMTD

=

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

[Pers. 5.14, Kern]

= 81,88 oF

C.10.5.3 Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD •

Luas permukaan transfer panas, A Diambil Ud = 300 Btu/jam ft2 F

A = = •

U

D

Q x ∆ t

75,27 ft2

Menetukan Jumlah Tube (Nt) Dari Kern tabel 10 hal 842, dipilih: Panjang tube

= 21,25 ft

ODt

= 1,5 in

Surface per lin (ao) = 0,393 ft2 BWG

= 10

Nt = 1,253 buah N = 1 passes Pt = 1,875 in, square pitch IDs = 84,149 in •

Menetukan Ud terkoreksi A terkoreksi = Nt x ao x L A terkoreksi = 10,454 ft² Ud terkoreksi =

Q A terkoreksi x LMTD

Ud terkoreksi = 2,049 Btu/jam.ft².ºF)

Menentukan Tc average dan tc average Tc average = (T1+T2)/2

= 284 oF (feed)

tc average= (t1+t2)/2

= 104 F (pendingin)


DUDDY & DEDY



B−60

C.10.5.4 Faktor Kekotoran (Rd) •

Fluida dingin dalam Shell o Flow area, as

aS =

IDS .C'.B Pt .144

[Pers. 7.1, Kern]


= 84,149 in

B : Baffle spacing (min. 1/5IDs), B = 2/5.IDs

= 42,074 in

Pt : Pitch

= 1,875 in


= 0,375 in

as dalam ft2, maka: as = 4,917 ft2 o Laju alir massa (Gs)

Gs =

Ws = 52,034 lb/jam.ft2 as

[Pers. 7.2, Kern]


D e .G S µ

[Pers. 7.3, Kern]

De: Diameter ekivalen shell (ft) pada ODt 1½” De = 1,48 in = 0,1233 ft

[Fig. 28, Kern]

µ : viskositas pada Tc = 1/2(T1+T2) = 104 oF µ = 5,083 lb/ft,jam


Re s = 1263



[Pers. 6.15b, Kern]

(pada Res)

[Fig. 28, Kern]

Dari Trademark of The Dow Chemical Company pada Tc = 302 oF diperoleh : Cp = 0,458 Btu/lb.oF


DUDDY & DEDY



B−61

k = 0,086 Btu/ft².jam(ºF/ft)

h o φs = 37,758 Btu/ft².jam.ºF Temperatur dinding tubes : t W = tc +

h0 o (Tc − tc ) = 119,369 F (hi0 / θt ) +(h0 )

[Pers. 5.31, Kern]

µ w = 4,544 lb/ft.hr φs = (µ/µ w) 0.14 = 1,016

ho φ s = 38,355 Btu/ft².jam.ºF φs

ho = •

[Pers. 6.36, Kern]

Fluida panas dalam Tubes o Flow area, at at = Nt.a t ' ;ft2 = 10,358 ft2

[Pers. 7.48, Kern]

144 .n


Gt =

Wt at

= 5.619,33 lb/jam.ft2


ID t xG t µ

µ : viskositas pada pada tc = 1/2(t1+t2) = 284 oF µ = 0,765 lb/ft,jam Re t o

[hysys]

= 753,12


jH . k  Cp . µ  3 hi =   (φ t ) IDt  k 

jH = 3

[Pers. 6.15a, Kern]

pada L/D = 207,31

[Fig. 24, Kern]

o

pada tc = 302 F : Cp = 0,60 Btu/lb.oF k = 0,62 Btu/ft².jam(ºF/ft) hi φ t

[hysys] [hysys]


o Koreksi Perpindahan pipa lapisan luar, hio


DUDDY & DEDY



h io h i ID = x φt φ t OD

hio φ t =

B−62

[Pers. 6.5, Kern]

65,148 Btu/ft².jam.ºF

Pada tw = 119,36 oF : µ w = 1,998 lb/ft.hr

[hysys]

φ t = (µ/µ w) 0.14 = 0,874 h io = •

[Pers. 6.37, Kern]


•

h io φ t = 2,527 Btu/ft².jam.ºF φt


[Pers. 6.38, Kern]


UC - UD = (0,066) ft².jam.ºF/Btu U C .U D

[Pers. 6.13, Kern]

Rd = Rdi + Rdo ( aqueous solution + aqueous solution ) Rdi = 0,001 ; Rdo = 0,001 Rd > 0.002, jadi syarat terpenuhi

C.10.5..5 Pressure drop •

Fluida panas dalam Shell

∆ PS =

f .G s2 .ID s .( N + 1) 5 , 22 x10 10 .D e .s.φ s

[Pers. 7.52, Kern]

∆PS : Pressure drop didalam shell (psi) f

: Faktor friksi untuk shell pada Res f = 0,003

[Fig. 29, Kern]

N+1: Number of crosses = 12 x L/B N+1 = 6,0621 ft De : Diameter ekivalen (ft) = IDs/12 De = 7,021 ft s

: spesifik grafity pada Tc s = 1,00

∆PS =

(pada Tc)

[Chemical Properties Handbooks]

0,058 psi


DUDDY & DEDY



B−63

∆PS < 10 psi (Rancangan memenuhi) •

Fluida dingin dalam Tubes ∆PT = ∆Pt + ∆Pr

∆ Pt =

f .G 2t .L.n 5,22 x1010.ID t . s . φ t

[Pers. 7.45, Kern]

f = 0,00014557 pada Ret

[Fig. 26, Kern]

n : Jumlah passes dalam tubes = 1 s = 1,980 ∆Pt

= 1,05E-05 psi

∆ Pr =

4n v 2 s 2g '

[Pers. 7.46, Kern]

Untuk Gt = 5,619,331 lb/jam.ft2

v2 = 0,001 2g '

[Fig. 27, Kern]

∆Pr = 0,002 psi ∆PT = 0,00232 psi ∆PT < 10 psi (Rancangan memenuhi)

C.11 EXPANDER VALVE (EV) Fungsi : Menurunkan tekanan bahan hasil dari Reaktor Alkylasi Jenis : Plug cocks valve Jumlah : 1 unit.

C.11.1 Data •

Tekanan gas masuk, (P1) = 4 atm

•

Tekanan gas keluar, (P2) = 1,5 atm

•

Laju alir massa (m)

= 26.456,152 kg/jam = 58.325,233 lb/jam


DUDDY & DEDY



B−64

Tabel C-08. Densitas Campuran umpan (EV) pada kondisi operasi. komponen

m (kg/jam)

x

ρ liquid (kg/m3)

ρ . x (kg/m3)

C12H26 (n-paraffin)

15427.8099

0.5831

1556.574

907.7104

C14H30 (n-parrafin)

1161.233

0.0439

1540.346

67.6100

benzene sisa

3812.906522

0.1441

774.027

111.5541

LAB

5647.680395

0.2135

1629.005

347.7489

heavy alkylate

406.522315

0.0154

1648.968

25.3379

Total

49.961,891

1

ρ Campuran

1.459,9612

Sumber: HYSYS

ρ = 1.459,9612 kg/m3 = 91,1415 lb/ft3 •

Laju alir volumetric (Q) Q

=

m = 639,942 ft3/jam = 0,178 ft3/det ρ

C.11.2 Dimensi Valve •

Dopt

= 3,9 × Q0,45 × ρ0,13

[Pers. 14.15 Peters edisi 4 hal.496]

= 3,223 in

•

Dari apendix K item 1 Brownell & Young hal.386 dipilih pipa :

o Nominal pipe size

= 4 in

o Inside diameter

= 4,026 in

o Outside diameter

= 4,500 in

o Schedule number

= 40 ST

o Flow area, A

= 12,7 in

C.11.3 Jumlah Valve •

Perbedaan tekanan operasi, ∆P1 = (4 – 1) atm = 3 atm

•

Luas bagian dalam penampang pipa (A)

A =1/4 x π x ID2 •

= 0,088

ft2

Kecepatan aliran, v

v

=

Q = 2,012 ft/dtk A


DUDDY & DEDY


•


B−65

Menentukan penurunan tekanan (∆P) P1

= 4 atm

P2

= 1,5 atm

∆P

= (P1-P2) = 2,5 atm = 303.965,8423 N/m2

Pressure head = ∆P x 1

= 253,304,866 N/m2

g

1.459,9612 kg/m3

ρ

x

1 9,8 m/detik2

= 17,704 m = 58,087 ft lbf/lbm •

Menghitung Jumlah Valve W = ∆P + ∆V2 + ∆Z g + ΣF ρ

2 gc

gc

Menggunakan persamaan Bernaulli dengan menganggap perbedaan tinggi (∆Z)=0 perbedaan kecepatan aliran (∆V) = 0, dan W = 0, maka :

= ΣF

∆P ρ

F = f x L x V2 2 x gc x D L = n x Le Sehingga : = f x n x Le x V2

∆P

2 x gc x D

ρ

karena : k = f x Le / D maka : n = ∆P x 2 x gc ρ x k x V2 Dimana : n = Jumlah valve k = Konstanta friksi = 206


(Perry's, table 6-4, hal 6-18)

DUDDY & DEDY



B−66

` V = Kecepatan aliran = 2,012 ft/dt gc = 32,174 lbm ft/lbf dt2 ∆P/ρ

= Pressure head = 58,087 ft lbf/lbm

maka : n = 58,087 ft lbf/lbm

x 2 x 32,174 lbm ft/lbf dt2

206 x (2,012 ft/dt)2 = 4,482 ≈ 4 valve

C.12 HEATER 2 (H-02) Fungsi : Memanaskan parafin LAB, benzen, Heavy alkylat sebelum masuk Stripper 1 Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Bahan : Stainless Steel SA-167 Grade 11 tipe 316 Jumlah : 1 buah.

C.12.1 Data •

Tekanan operasi, P = 1,5 atm = 22,0440 psi

•

Beban panas kondensor, QH QH = 207836,0034 kJ/jam = 196990,5181 Btu/jam

•

Fluida panas (pipe) : uap Dowtherm A Laju alir massa, Wa

•

= 6365,0626 kg/jam

= 14032,5443 lb/jam

T1

= 470 oC

= 878 oF

T2

= 455oC

= 851 oF

Fluida dingin (annulus) : bahan yang keluar dari reaktor Alkylasi Laju alir massa, Wp

= 22236,7233 kg/jam

= 49023,5248 lb/jam

t1

= 140,0 oC

= 86oF

t2

= 143,3 oC

= 289,9 oF


DUDDY & DEDY



B−67

C.12.2 Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) LMTD =

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

= 577,5506 oF

[Pers.5.14, Kern]

C.12.3 Pemilihan Standar annulus-inner pipe Aliran yang dipakai adalah counter current. •

Fitting Dari tabel 6.1, Kern dipilih : annulus

: IPS = 1 in

inner pipe : IPS = ½ in •

Dimensi Double Pipe Heat Exchanger Dari tabel 11, Kern diperoleh: o annulus IPS

=1

SN

= 40

IDa

= 1,0490 in

ODa

= 1,3200 in

o inner pipe IPS

= 1 /2

SN

= 40

IDp

= 0,6220 in

ODp

= 0,8400 in

C.12.4 Faktor Kekotoran, Rd •

Anulus : bahan yang keluar dari reaktor Alkylasi o Flow area,aa 2 2 aa = π ( D 2 − D 1 )

D1

D1 = ODp/12 = 0,0700 ft D2 = IDa/12 = 0,0874 ft aa = 0,0022 ft2 o Diameter ekivalen, De INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


(D2 − D1 ) D1 2

De

=


B−68

2

[Pers. 6.3, Kern]

= 0,0392 ft

o Mass velocity, Ga Ga

Wa aa

=

= 22778185,50 lb/ft2.jam

o Bilangan Reynolds, Rea Rea

=

D e .G a µ

pada tc = 1/2(T1+T2) = 286,944 oF µ = 1,7503 lb/ft,jam Rea

[Tabel 21-1, Chemical Properties Hand Book]

= 509716.7206

o Koefisien perpindahan panas fluida, ho k  Cp × µ  ho = jH D e  k 

· jH = 215

1

3

φa

(pada Rea)

[Pers. 6.15b, Kern] [Fig, 24, Kern]

Dari Tabel 21-1, Chemical Properties Hand Book Pada Tc = 286,944 oF diperoleh : Cp

= 1,0055 Btu/lb.oF

k


ho φa = 3531,1431 Btu/jam.ft.oF

o Temperatur dinding pipa, tw tw

= tc +

ho φa (Tc − t c ) (hio φp ) + (ho φa )

[Pers. 5.31, Kern]

= 292,01 oF


ho φa φa

ho

=

φa

= (µ/µ w) 0.14


DUDDY & DEDY



B−69

pada tw = 292,01 oF

•

µw

= 0,912 lb/ft.hr

φa

= 1,001

ho


[Tabel 21-1, Chemical Properties Hand Book]

Inner pipe : fluida panas LAB o Flow area, ap D = IDp/12 = 0,0518 ft ap

πD 2 = = 0,0021 ft 4

o Mass velocity, Gp Gp

=

Wp ap

= 6653474,3586 lb/ft.jam o Bilangan Reynold, Rep Rep = pada

D.G p µ Tc = 1/2(t1+t2) = 864,5000 oF µ = 0,2471 lb/ft,jam


Rep = 1395877,9746 o Koefisien perpindahan panas fluida, hi hi

k  Cp × µ  = jH D  k 

diperoleh jH = 1250

1

3

φp

[Pers. 6.15a, Kern]

(pada Rea)

[Fig. 24, Kern]

Dari Trademark of The Dow Chemical Company Pada Tc = 864,5 oF diperoleh: Cp = 0,6820 Btu/lb.oF k = 0,0410 Btu/ft².jam(ºF/ft) hi


o Koefisien perpindahan pipa lapisan luar, hio INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


h io φp

=


hi ID × φp OD

B−70

[Pers. 6.5, Kern]


o Koreksi koefisien perpindahan panas, hio hio

=

h io φp φp

φp

= [µ/µ w] 0.14

pada tw = 130,117 oF µw

= 1,221 lb/ft.hr


φ p = 1,0001

hio = 1172,7337 Btu/jam.ft.oF

•

Clean Overall Coeffisien, Uc UC =


[Pers. 6.7, Kern]

= 880,3569 Btu/jam.ft2.oF •

Overall Design Coeffisien, UD 1 1 = + Rd UD UC

[Pers. 6.10, Kern]

Dari Tabel 9.2 Alat Penukar Kalor : Rd uap Dowtherm A = 0,003 ft².jam.ºF/Btu Rd organik vapour


Rd = 0,001 + 0,0005 = 0,0031 ft².jam.ºF/Btu UD = 318,8874 Btu/jam.ft2.oF •

Luas permukaan perpindahan panas, A A=

Qc U D .LMTD

= 1,0696 ft2 •

Luas permukaan perpindahan panas aktual, Aact A act = L act .a o


DUDDY & DEDY



B−71

Tabel 11, Kern untuk 1 in IPS standar pipe ao= 0,344 ft2/lin ft o Jumlah Hairpin Hairpin =

L' 2L

Direncanakan panjang 1 unit hairpin, L = 8 ft/hairpin L’

= Panjang total pipa, lin ft

=

A ao

= 3,1093 lin ft Jumlah Hairpin = 0,1943 ≈ 1

o Panjang total pipa aktual ,Lact L act = Hairpin.2L = 16 ft Aact = 5,5040 ft2

•

Koefisien design overall aktual, UD act UD act =

Qc Aact × LMTD

= 61,9693 Btu/jam.ft2.oF Maka, faktor kekotoran :

Rd =

U C − U D act U C .U D act

[Pers. 6.13, Kern]


C.12.5 Pressure Drop •

Annulus ∆Pa =

(∆Fa + ∆Ft )ρ 144

o Diameter ekivalen, De’ De’ = D2 – D1

[Pers. 6.4, Kern]

= 0,0174 ft

o Bilangan Reynolds, Rea’


DUDDY & DEDY


Re'a =


B−72

D'e .G a = 226660,6910 µ

Faktor friksi, f f = 0.0035 +

0.264  ' G  D e ×  µ 

0.42

= 0,000018371 [Re>2000 ;Pers. 3.47 b, Kern]

o Velocity Head pada annulus, ∆Fa

4 × f × Ga × L 2

∆Fa = g

2 g × Densi 2 × De

[Pers. 6.14, Kern]

= 4,180x108 ft/jam2

Densi = 62,5000 ft/detik2 ∆Fa =171,6107 ft o Linear velocity, V V=

Ga 3600 × ρ

= 101,2364 ft/dtk o Velocity Head, ∆Ft  V2   =477,4288 ft ∆Ft = Hairpin    2g '  Maka pressure drop pada annulus :

∆Pa

= 28,1701 psi

∆Pa < 10 psi (rancangan memenuhi) •

Inner pipe ∆Pp =

(∆F )ρ p

144

o Faktor Friksi, f f = 0.0035 +

0.264  D. G  µ 

0.42


[Re>2000 ;Pers. 3.47 b, Kern]

DUDDY & DEDY



B−73

 D. G  = Re p µ  = 1395877,9746 f = 0,0000419 o Velocity head pada inner pipe, ∆Fp Re

= 1395877.9746 4 × f × Gp × L 2

∆F p = ∆Fp

[Pers. 3.45, Kern]

2 g × densi × ID p

= 1,1245 ft

Maka pressure drop pada inner pipe : ∆Pp = 3,3856psi ∆Pp < 10 psi (rancangan memenuhi)

C.13 STRIPPER 01 (ST-01) Fungsi

: Memisahkan produk Benzen dari komponen parafin,olefin,heavy alkilat berdasarkan perbedaaan daya penguapan (perbedaan titik didih), sehingga akan memperoleh kemuurnian Benzen yang lebih tinggi.

Bentuk


Bahan


Jumlah

: 1 unit

Jenis

: Sieve tray

C.13.1 PERHITUNGAN PADA STRIPER C.13.1.1 Kondisi Oprasi Pada Striper C.13.1.1.1 Kondisi Operasi Umpan Masuk Umpan masuk pada bubble point campuran Syarat : ΣYi = ΣXi.Ki = 1 Asumsi :

Tekanan Operasi,

P = 1,5 atm (151,95 kpa)

Temperatur Operasi, T = 143,27 oC


DUDDY & DEDY



Komponen

kg/jam

kgmol

Xi

benzene (C6H6)

3,812,91

48,88

0,288

paraffin C12 (C12H26)

15.427,81

90,75

0,534


1161,23

5,86

0,035

LAB (C18H30)

5647,68

22,96

0,135


406,52

1,48

0,009

169,94

1,000

Total

B−74

Pi

K

Yi

α

504.7136

3.32158

9.55E-01

40.57995

12.4375

0.08185

4.37E-02

1.00000

3.0279

0.01993

6.88E-04

0.24345

0.1730

0.00114

1.54E-04

0.01391

0.0473

0.00031

2.72E-06

0.00381

1.0000 Pada tekanan 1.5 atm dan temperatur 143,27 oC, diperoleh nilai ΣYi = 1.

A.1.1.2 Kondisi Operasi Puncak Kolom Syarat

: ΣXi = ΣYi / Ki = 1

Asumsi

: Tekanan Operasi, P = 1 atm ; Temperatur Operasi, T = 82,82 oC

Komponen

kg/jam

kgmol

Xi

benzene (C6H6)

3812,91

48,88

1,000


0,00008

0,0000005

0.00000001

Total

3812.91

48.88

1.0000


DUDDY & DEDY



Pi

K

Xi

α

114,2355

1,1277

0,8868

128,7000

0,8876

0.0088

0,0000

1,0000

Total

3812.91

48.88

1.0000

B−75

Pada tekanan 1 atm dan temperatur 82,82 oC, diperoleh nilai ΣXi = 1 .

C.13.1.1.3 Kondisi Operasi Dasar Kolom Syarat

: ΣYi = ΣXi.Ki = 1

Asumsi


Komponen

kg/jam

kgmol

Xi


15,427,81

90,75

0,750


1,161,23

5,86

0,048

LAB (C18H30)

5647,68

22,96

0,190


406,52

1,48

0,012

Total

22,643,25

121.06

1.0000

Pi

K

Yi

α

182.0268

1,1979

0,8980

1.0000

71.6500

0,4715

0,0228

0,3936

10.6964

0,0704

0,0133

0,0588

4.6777

0,0308

0,0004 1.0000

0,0257

Pada tekanan 1 atm dan temperatur 241,31 oC, diperoleh nilai ΣYi = 1.

C.13.1.2 Penentuan refluks minimum (L/D)min = Rmin Menggunakan metode underwood R min + 1 = ∑ [( αixYi)/( αi-φ)]D


DUDDY & DEDY



B−76

i=1

Dimana harga φ dapat di cari dengan persamaan : n

1−q

= ∑ [( αixZi) / ( αi-φ)]F i=1

Karena umpan masuk pada titik didih maka harga q = 1 sehingga 1–1=

(αC12.XC12)feed + (αC14.XC14)feed + (αC6H6.X

(αC12)feed - q 0

(αC14)feed - q

C6H6)feed

(α C6H6)feed - q

+ (αLAB.XLAB)feed + (αHA.XHA)feed

(αLAB)feed - q

(αHA)feed - q

= 0,00000

Dari hasil trial diperoleh q = 2,753 sehingga (L/D)min + 1 = Rmin + 1 = ( αi.Xi )distilat ( αi )distilat - q = 2,753 (L/D)min + 1 = Rmin + 1 = 1.02186 (L/D)min

= Rmin = 0,0219

Penentuan refluks total (L/D) = R Diambil harga R/Rmin =

1,3

R = 1,3 x Rmin = 0,0284 L = 1,3893 R = 0,0284


DUDDY & DEDY



Umpan

B−77

Uap

Bahan (kmol)

(kg)

(kmol)

(kg)

benzene (C6H6)

48.88

3812.91

50.27

3921.27

Paraffin C12 (C12H26)

90.75

15427.81

0.0000005

0.00009


5.86

1161.23

0.00

0.00

LAB (C18H30)

22.96

5647.68

0.00

0.00


1.48

406.52

0.00

0.00

169.94

26456.15

50.27

3921.27

Distilat (kmol) (kg) 48.88 3812.91 0.0000005 0.00008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 48.88 3812.91

Refluks (kmol) (kg) 1.39 108.37 0.00000001 0.000002 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.39 108.37

Bottom (kmol) 0.00000005 90.75 5.86 22.96 1.48 121.06

(kg) 0.000004 15427.81 1161.23 5647.68 406.52 22643.25

C.13.1.3 Menentukan Jumlah Pleate C.13.1.3.1 Penentuan jumlah plate minimum (Nmin) Nmin =

log ( XlK / Xhk ) D x ( Xhk / Xlk ) B logα avg

dimana αtop

=

( Klk ) D ( Khk ) D

= 128,7000 αbottom =

( Klk ) B ( Khk ) B

= 14,3689 αavg

= ( αtop x αbottom ) 1/2 = 43,0033


DUDDY & DEDY



B−78

maka Nmin = 3,22

C.13.1.3.2 Penentuan plate teoritis (N) Dari grafik (fig. 13-41, Perry, 1999) (N-Nmin)

Vs

(N+1)

(R-Rmin) (R+1)

Untuk harga (R-Rmin) / (R+1)  1 + 54,4ψ N −N m =1− exp  N +1  11 + 117,2ψ

= 0,0059

  ψ − 1    0,5    ψ 

ψ = (R − Rm ) / (R + 1) Diperoleh harga (N-Nmin)/(N+1) = 0,767 Sehingga N = 17,197 ≈ 17 plate

C.13.1.3.3 Penentuan effisiensi plate (h) dan jumlah plate aktual (Naktual) µ avg = 0.0493 cp

αµ

= 1.5286

Dari fig 6-47 Banchero hal 306 didapat nilai η = 80% Naktual = ( N /η ) + 1 ~ Kondensor total, reboiler parsial 22,50 ≈ 22 plate

Naktual =

Dari Walas, mengenai hubungan refluks total fenske di peroleh : Nr Ns

=

Log [( Xlk / Xhk ) D X ( Xhk / Xlk ) F ] Log [( Xlk / Xhk ) F X ( Xhk / Xlk ) B ]

Nr Ns

=

Log [(1 / 0) D X (0,534 / 0,288) F ] Log [(0,288 / 0,534) F X (0,750 / 0) B ]

Nr Ns

= 1,634

Nr + Ns

= Naktual

1,634 Ns + Ns

= 22 plate


DUDDY & DEDY



B−79

= 8,540 plate ≈ 8 plate

Ns

Plate bawah(Ns) berjumlah 8 plate (termasuk plate reboiler) Plate atas (Nr) berjumlah 14 plate Jadi letak umpan (feed plate) masuk pada plate = 14

C.13.1.4 Penentuan diameter menara (D) R=

Lo

Dimana :

/

D

(Pers 13.128, Wallas, hal.37)

Lo = laju alir kolom atas D = jumlah kondensat yang diambil sebagai distilat

maka Lo = R x D 0,0284 x 3812,91 kg/jam = 99,687 kg/jam Vr = Lo + D Dimana : Vr = jumlah uap yang keluar dari bagian atas kolom yang akan dikondensasikan Maka : Vr

= (99,687 + 3812,91 ) kg/jam = 3.882,701 kg/jam

Vr

= 49,72 lb/jam

(Vs-Vr) = 1 - q

(q = 1 untuk umpan masuk pada bubble point )

Laju alir uap bawah = Vs = Vr = 3.882,701 Kg/jam L=

Vs + B

dimana L = laju alir cairan kolom bawah B = masa kolom bawah maka L = 3.882,701 + 22643,25 = 26.555,84 Kg


DUDDY & DEDY



B−80

Distilat Bahan

Massa

Fraksi

ρ

ρ camp

BM

BM camp

benzene (C6H6)

3812,91

1.00

882.19

882.19

78.00

78.00


0.00

0.00

751.15

0.00

170.00

0.00


0.00

0.00

762.91

0.00

198.00

0.00

LAB (C18H30)

0.00

0.00

857.60

0.00

246.00

0.00

heavy alkylate(C20H34)

0.00

0.00

856.39

0.00

274.00

0.00

Total

3812.91

1.00

Bahan

Massa

Fraksi

ρ

ρ camp

BM

BM camp

benzene (C6H6)

0.00

0.00

882.19

0.00

78.00

0.00

paraffin C12 (C12H26) 15427.81

0.68

751.15

511.79

170.00

115.83


1161.23

0.05

762.91

39.13

198.00

10.15

LAB (C18H30)

5647.68

0.25

857.60

213.90

246.00

61.36

heavy alkylate(C20H34) 406.52

0.02

856.39

15.38

274.00

4.92

882.19

78.00

Bottom

Total

BM gas atas

22643.25

1.00

780.19

192.26

= S (Xi.BMi)distilat = 78,00 Kg/kgmol

BM gas bawah = S (Xi.BMi)bottom = 192,26 Kg/kgmol ρ cairan atas

= 882,1900 Kg/m3

ρ cairan bawah = 780,1890 Kg/m3

ρ uap atas

= P x BM gas atas RxT = 2,6709 Kg/m3

ρ uap bawah

= P x BM gas bawah RxT = 6,8321

Kg/m3


DUDDY & DEDY



B−81

C.13.1.4.1 Diameter kolom atas Asumsi Tray spacing = 18 in Kecepatan alir maksimum, berdasarkan pers.1, Peters, hal. 656 : Vm

=

ρ airan − ρuap ρuap c

Kv

Dimana :

Vm

= Kecepatan linier uap

KV

= Konstanta = 0,26 untuk tray spacing = 18 in (Fig 15.6 Peters hal 719)

ρcairan atas = 882,1900 lb/ft3 ρ atas = 2,6709 lb/ft3 uap maka ;

Vm

= 0,24

882,1900 − 2,6709 2,6709

= 4,711 ft/det

= 1,436 m/detik

Floading yang diijinkan = 65 – 80% (Peters,hal. 658), diambil floading = 80%, maka : V

= 0,80 x Vm = 0,80 x 4,711 ft/det = 1,1488 ft/detik

D atas =

4 x Vr x BM gas atas

π x ρ gas atas x Vaktual x 3600 D atas = 0,669 m

C.13.1.4.2 Diameter kolom bawah Kecepatan alir maksimum kolom bawah. Dihitung berdasarkan persamaan Peter hal 656 Vm

=

( ρ cairan bawah - ρ uap bawah)

ρ uap bawah


DUDDY & DEDY


Vm


B−82

= 2,767 ft / detik = 0,843 m / detik

Floading yang diijinkan = 65 – 80% (Peters,hal. 658), diambil floading = 80%, maka : Vaktual = 0,80 x Vm = 0,80 x 2,7662ft/det = 0,674 ft/detik

D bawah =

4 x Vr x BM gas atas π x ρ gas atas x Vaktual x 3600

D bawah = 0,865 m Maka diambil diameter kolom stripper sebesar = 0,856 m = 33,9170 in = 2,810 ft

C.13.1..5 Penentuan tebal kolom stripper (ts) Bahan t=

: stainless steel SA-167 grade 11 type 316 Pdesign ( ID T )

( 2f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

+C


Dimana : t

= tebal tangki , in

Pdesign = Tekanan desain = tekanan dalam kolom = 1,1 - 1,25 Poperasi = 1,2 x 1 atm = 17,6352 psia IDI

= Diameter dalam tangki, in = 33,9170 in

F

= Maximum allowable stress untuk SA-167 grade 3 tipe 306 (appendix D,item 4, brownell and Young ) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−83

= 18,750 psi E


C


ts = 0,219 in Diambil tebal standar, ts = 1/4 in

C.13.1.6 Penentuan Tebal Penutup Kolom Stripper (th) Bentuk

:

torispherical head (flange and dishead head) Brownell hal 88 Bahan stainless steel SA-167 grade 11 type 316

Diameter luar

Do = Di awal + (2.ts) = 33,7917 +(2 x ¼ ) = 34,220 in

Diambil diameter luar standar shell OD = 36 karena ts diambil

in

= 0,25 in maka icr = 2,25 in r = 36

in

icr / r =0,0625 in > 6% sehingga memenuhi syarat untuk torispherical head.

Berdasarkan Brownell & Young hal 256-258, karena icr/r > 6% maka persamaan yang digunakan untuk menghitung tebal head adalah pers 7.76 dan 7.77 Brownell & Young hal 135

W=

(3 +

1 4

rc r1

)

dimana W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head Rc = radius of crown ( r )


DUDDY & DEDY



B−84

= 36 in r1 = inside corner radius ( icr ) = 2,25 in 2,250 in maka W=

t=

1,7500

Pdesign rc W ( 2 f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

+C


Dimana : t

= tebal tangki , in

W

= 1,7500

Pdesign = Tekanan desain = tekanan dalam kolom = 1,1 - 1,25 Poperasi = 1,2 x 1 atm = 17,6352 psia rc

= jari –jari = 36 in

F

= Maximum allowable stress untuk SA-167 grade 3 tipe 306 (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 18,750 psi

E


C


th = 0,237 in

Dipilih tebal head standar th = 1/4 in Standar straight flange (Sf) = 1,5-2,25 in


DUDDY & DEDY



dipilih Sf = 1,5 in

B−85

(Tabel 5.8 Brownell & Young hal 93)

C.13.1.7 Penentuan Tinggi Tutup Kolom Stripper Dari tabel 5.7 Brownell & Young hal 90 untuk OD = 36 ts =

in

0,2200 in

icr = 2,25

in

r

in

= 36

ID = OD - (2 x ts) = 35,500 in Untuk menghitung tinggi head digunakan penjelasan pada fig 5.8 Brownell & Young hal 87 a =

ID/2

= 17,750 AB = (ID/2)-icr = 15,500 BC = r - icr = 33,750 AC = (BC2-AB2)^0,5 = 29,980 b

= r - AC = 6,0198

OA = th + b + Sf = 7,769 Maka tinggi penutup kolom stripper = 7,7698 in = 0,1974 m Penentuan tinggi kolom stripper Jumlah plate total

= Naktual = 22 plate

Jumlah plate dalam kolom

= Naktual - 1 = 21 plate


DUDDY & DEDY


Tray spacing


B−86

= 18 in

Tinggi plate total dalam kolom = jumlah plate dalam kolom x tray spacing = 386,947 in = 9,828 m Tinggi penutup kolom

= Hh = 7,769 in = 0,1974 m

Tinggi kolom stripper

=H = Tinggi plate total dalam kolom + (2 x Hh) = 402,487 in = 10,223 m

C.13.2 KONDENSOR KOLOM STRIPER 1 ( Ks – 01 ) Fungsi

: Mengembunkan uap benzen produk atas pada striper 1.

Jenis

: Shell and tube exchanger.

Jenis aliran

: Counter Current

Bahan


Jumlah

: 1 buah

C.13.2.1 Kondisi oprasi pada kondensor a. Fluida panas di Tubbe ( Uap produk atas striper 1 ) T masuk (T1) = 82,824 °C (181,0835 °F) T keluar (T2) = 82,824 °C (181,0835 °F) b. Fluida dingin di shell ( dowthrem A ) T masuk (t1) = 30 °C (86 °F) T keluar (t2)

= 80 °C (176°F)

Laju alir uap kolom atas (Wt)

= 18.446,396 kg/jam = 40.630,828 lb/jam

Panas yang diserap pendingin (Qc)

= 1.632.309,912 kJ/jam = 1.547.131,065 Btu/jam

Kebutuhan Dowtherm A (Ws) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

= 3.783,013 kg/jam DUDDY & DEDY



B−87

= 71.894,064 lb/jam

C.13.2.2 Menghitung Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) LMTD =

=

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2 − t1 ) = ln[(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )] (82,824 − 80) − (82,824 − 30 ) ln[(82,824 − 80 82,824 − 30 )]

= 30,7297 °F

Dari Fig.19 Kern hal 828, untuk harga R dan S diatas diperoleh 1-2 exchanger, Ft = 1.0000

∆t = Ft x ∆LMTD = 30,7297 °F Menentukan Tc average & tc average Ta average = ( T 1 + T 2 ) / 2

= 181,083 °F ( 355,824 oK )

ta average = ( t 1 + t 2 ) / 2

= 131,00 °F ( 328,00 oK )

C.13.2.3 Menentukan Luas Permukaan Transfer Panas Dari Tabel 8. Kern Halaman 840 untuk , Fluida panas = Gasses benzen (C6H6) Fluida dingin = dowtherm A

C.13.2.4 Menghitung Koeffisien Transfer panas menyeluruh, UD Harga Koefisien Transfer panas menyeluruh, UD untuk pemanasan Gasses dengan

Steam : 80 - 120 Btu/jam ft2 oF (tabel 8, Kern). Asumsi UD = 100 Btu/jam ft2 oF Luas Permukaan transfer panas, A A=

Qc 30936,6567 = U D × LTMD 100 × 30,7297 = 503,465

Jumlah tube, Nt Asumsi: Panjang tube (L) = 6 ft INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−88

BWG = 10 Diameter luar tube, ODt = 3/4 in Surface per Iin ft, ao Nt =

= 0,1963

A 503,465 = a o × L 0,1963 × 6 = 427,462

Koreksi harga, UD Dari tabel 9 Kern, diperoleh : Nt

= 442

ODt

= 3/4 in

n

= 1 passes

IDs

= 23,250 in A terkoreksi

= Nt × ao × L = 520,588 ft2

Maka: UD terkoreksi =

Qc = 100,049 Aterkoreksi × LTMD

⊕ Menentukan Tebal tube Dimana : t=


+C

t

=

Tebal tube ( in )

P

=

Tekanan design dalam tube

=

1.0000 atm

OD t =

f

14,696 psia

Diameter luar tube

=

0.7500 in

(0.0625 ft)

=

Maximum allowable stress. Untuk bahan SA 285 Grade C (appendix D, item 4, Brownell & Young)

E

=

13.750,000 psia

=

Welded joint efficiency

=

0,8000


DUDDY & DEDY


C


=

Korosi yang diijinkan untuk umur alat 10 thn

=

0,1250 in/10thn

B−89

Sehingga, t = 0.1255 in ⊕ Dari tabel 10, Kern Halaman 843 dipilih : BWG = 10.0000 t

= 0,1340 in

ai

= 0,1263 ft2

ao

= 0,1963 ft2

ID t

= 0,4820 in

at'

= Luas penampang dalam per tube

0,1820 in2/tube

C.13.2.5 Menentukan Faktor Kekotoran (Dirt factor), Rd C.13.2.51 Pada Tube side ~ Fluida dingin : Dowtherm A Flow area tube, at’ Dari tabel 10 Kern, diperoleh at’ = 0,182 in2/tube At =

Nt × a t ' 442 × 0,182 = = 0,559 ft 2 144 × n 144 × 6

Mass velocity, Gt Gt =

Wt = 72.731,828 lb/jam.ft2 at

Bilangan Reynolds,, Re Pada Ta = 181,035 oF ; µ = 1,985 lb/ft.jam ;

Cp = 0,402 ; k


Ret =

IDt × Gt

µ

=

0,040 × 72.731,828 = 1471,952 1,985

Untuk Ret = 297.293,639 maka dari fig.24 Kern di dapat harga jH = 80


DUDDY & DEDY



B−90

Koefisien perpindahan panas, hio

hi jH × k  C × µ  =   φt D  k 

1/ 3

= 333,336 Btu / jam. ft 2 o F

Dimana ; hi = Koefisien transfer panas lapisan luar di dinding tube bagian dalam ketika tube telah kotor φt = Rasio viskositas ( faktor koreksi viskositas untuk fluida dekat dinding tube bagian dalam )

hio hi  IDt  2 o =   = 214,224 Btu / jam. ft .( F / ft ) φt φt  ODt 

hio = Koefisien transfer panas lapisan tipis bawah dari dinding luar tube Pada tw = 200,678 oF didapat ; µw = 1,594 lb/ft.jam, maka ;

 µ    = 1,25  µw  hio terkoreksi

dari fig. 24, Kern didapat φt = 1,320 = (hio/φt) x φt = 214,224 x 1,3200 = 282,775 Btu/jam.ft2 (oF/ft)

C.13.2.52 Pada Shell side ~ Shell Side ( Fluida panas : gass benzen ) Flow area shell,as Dimana: IDs

as =

= 23,25 in

Baffle space, B

= 4,650 in

Pitch tube, PT

= 0,938 in

Clearance, C’

= 0,188 in

IDs × C '× B = 0,150 ft 2 144 PT

Mass velocity, Gs Ws = 8.332,627 lb/jam


DUDDY & DEDY


Gs =


B−91

Ws 8.332,627 = as 0,187

= 55.493,043 lb / jam. ft 2 Bilangan Reynold (Res) Re s =

De × Gs

µ

dari fig.28, Kern untuk ; ODt = 3/4 in Pt

= 1 in (square pitch), diperoleh;

De = 0,95 in (0,0792 ft) Dari Trademark of The Dow Chemical Company Pada ta = 131,00 oF diproleh :

µ Dowtherm A

= 0,512 lb/ft

Cp Dowtherm A

= 34,482 Btu/lbm.°F

k Dowtherm A

= 0,117 Btu.ft/ft2.jam.°F

Sehingga Res =

0,0792 x383.036,011 3,0747

= 8.584,733 Koefisien perpindahan panas,ho Untuk Res = 8.584,733 ; dari fig.24 Kern didapat jH = 25 Pada ta = 131,00 oF

ho jH × K  C × µ  =   φs De  K 

1/ 3

= 127,199 Btu / jam. ft 2 (o F / ft )

Dimana ; ho= Koefisien transfer panas lapisan tipis atas dari dinding tube bagian luar tw = ta +

ho (Ta − ta ) hio + ho

(persamaan 5.31a, Kern)

= 200,67 oF pada tw = 180,6169 oF

µ air

= 0,987 lb/ft

 µ   = 0,521 dai fig.24, Ken didapat φs = 1 Maka ;   µw  INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



ho terkoreksi = (ho/φs) x φs

B−92

(persamaan 6.36, Kern)

= 255,500 Btu/jam ft2.oF Clean Overall Coeffisien, Uc Uc =

hio × ho hio + ho

= 134,223 Maka Dirty Factors, Rd

Rd =

UC −UD UC ×U D

= 0,003

Dari Tabel 12. Kern Halaman 845, faktor kekotoran untuk : ~ fluida panas : Organic vapors → Rd = 0,001 Btu/jam.ft2°F ~ fluida dingin : dowtherm → Rd

= 0,002 Btu/jam.ft2°F

Rd min total = 0,003 Rd hasil perhitungan > dari pada Rd min = 0,0025 sehingga rancangan memenuhi syarat.

C.13.2.6 Menentukan Pressure Drop C.13.2.6 1 Pada Tube Side Bilangan Reynolds,

Ret = 1.471,952

Dari figure 26, Kern diperoleh f = 0,004 Pressure Drop pada tube side : Pt =

f × Gt 2 × L × n 5.22 × 1010 × IDt × s × φ

(

)

= 0,004 psi Return pressure pada tube side :

Pr =

4n V 2 × = 0,000015 psi s 2g

Pressure drop total pada Tube side : INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−93

PT = Pt + Pr = 0,004 psi Pressure drop yang diijinkan pada tube side < 10 psi , berarti rancangan memenuhi syarat.

C.13.2.62 Pada shell side Bilangan Reynolds, Res = 8.584,733 Dari figure 26, Kern diperoleh f = 0,0000575 Number of crosses, N + 1 N + 1 = 12 x (L/B) = 185,806 s dowtherm A = 1 Pressure drop pada shell side : ∆Ps =

f × Gs 2 × Ds × ( N + 1) 5.22 × 1010 × De × s

∆Ps =

0,0000575 × 55.493,043 2 × 1 × 240 5.22 × 1010 × 0,0792 × 1

(

)

(

)

= 0,012 psi Pressure drop yang diijinkan pada shell side < 10 psi, maka rancangan memenuhi syarat.

C.13.3 REBOILER PADA STRIPER 1 ( Rb – 01 ) Fungsi

: Menguapkan sebagian cairan fraksi bawah kolom striper 1.

Jenis


Jenis aliran

: Counter Current

Bahan


Jumlah

: 1 buah

C.13.31 Kondisi oprasi pada Reboiler 1 a. Fluida panas di Tubbe (Hot Oil ; dowtherm A) T masuk (T1) = 510 °C (950 °F) T keluar (T2) = 470 °C (878 °F) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−94

b. Fluida dingin di shell ( Cairan bagian bawah striper 1 )

∆T =

Tbottom − Tdistilat 466,349 − 181,0834 = = 4,7554 °F ∑ plate 60

T masuk (t1) = (466,349 – 4,755 ) °F = 461,594 °F T keluar (t2) = T bottom = 466,349 °F

Laju alir umpan

= Laju alir cairan bagian bawah distilator 1 = 22.673,139 kg/jam = 49.874,989 lb/jam

Beban panas reboiler (Qr)

= 9.273.687,519 kJ/jam = 8.789.758,571 Btu/jam

Kebutuhan uap dowtherm A = 101.959,547 kg/jam = 224.580,500 lb/jam

C.13.3.2 Menghitung Logaritmic Mean temperature Difference (LMTD) LMTD =

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2 − t1 ) = ln[(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

453,344 oF

C.13.3.3 Menghitung Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD Shell side = Cairan produk bawah ST - 02 ( Fluida dingin ) Tube side = Hot oil ; dowthrem A ( Fluida panas ) Aliran : Counter current

Dari TABLE 11-3 Perry hal 11-25 Typical Overall Heat-Transfer Coefficients untuk fluida dingin dowtherem dan fluida panas parafin,olefin dan H2, harga UD = 60-80 Btu/jam ft2 ºF Dipilih UD = 75 Btu/jam.ft2.oF L = 12 ft ODt = 1 in = 0.0833 ft Dengan memilih bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 Grade C, maka Allowable stress (f)

= 13750 psi

Faktor korosi ( C )

= 0,125 in


(Brownell and Young )

DUDDY & DEDY


Tekanan (P)


B−95

= 459,5926 psi

Maka tebal minimum :

tm =

1,1 × P × ODt +C 2× f

= 0,1388 Dari Tabel.10,Kern diambil standar Tube terdekat : ODt

= 1 in

t

= 0,148 in

BWG = 9 IDt

= 0,704 in

at’

= 0,389 in

ao

= 0,2618 in

Luas Permukaan transfer panas, A A=

Qr = 258,516 ft2 U D × LTMD

Jumlah tube, Nt Nt =

A = 82,288 ao × L

Jumlah shell

= 1 shell

Diambil jumlah tube dalam 1 shell = 86 tube Koreksi harga, UD Dari Tabel 9. Kern, hal : 841, diperoleh ; Nt

= 86 tube

ODt

= 1 in, 1 ¼ in squre pitch

n

= 2 passes

IDs

= 15,25 in = 0,387 m

A terkoreksi

= Nt × a o × L = 270,178 ft2


Qr = 71,763 Btu/jam.ft2.oF Aterkoreksi × LTMD


DUDDY & DEDY



B−96

C.13.3.4 Menentukan Faktor Kekotoran (Dirt Factor), Rd C.13.3.41 Pada Tube Side Data: ~ Fluida panas = Hot oil ; dowthrem A Flow area tube, at’ at' = 0,3890 in2 n

= 2 pass

Nt = 86 De = 0,7040 inch = 0,0587 ft Dari tabel 10, Kern diperoleh at’ = 0,4210 in2 At =

Nt × a t ' = 0,465 ft2 144 × n

Mass velocity, Gt Wt = 224.580,500 lbm/jam

Gt =

Wt = 483.344,174 lb/jam.ft2 at

Bilangan Reynold, Re Pada ta = 914 oF dari Trademark of The Dow Chemical Company

µ = 0,1714 lb/ft jam Ret =

IDt × Gt

µ

= 165.419,710

Dari fig.24,Kern diperoleh jH = 300 Koefisien Perpindahan Panas pipa , hi (Cp.µ/k)1/3 = 1,466

jH × K  Cp.µ  hi =   IDt  K  hio =

1/ 3

= 277,367 Btu / jam. ft. o F

IDt × hi = 195,266 Btu/jam.ft.oF ODt


DUDDY & DEDY



B−97

C.13.3.42 Pada Shell Side Data: ~ Tavg = 460,009 oF ~ Fluida : Cairan dari bagian bawah kolom striper 1 ~ Kapasitas panas campuran : Cp = 128,200 Btu/lb oF ~ Konduktivitas panas campuran : K = 0,055 Btu/ jam ft2 (oF/ft) ~ Viskositas campuran : µ = 0,352 lb/ft jam Flow Area Shell, as Dimana: IDs = 15,250 in B

= 3,050 in

Pt

= 1,2500 in square pitch

De = 0,720 in (0,0600 ft) C'

= Pt - ODt = 0,250 inch

As =

IDs × C '× B = 0,065 ft2 144 PT

Mass velocity, Gs Ws Gs di split

= 49.940,836 lb/jam =

1 Ws . 2 as

= 386.534,819 lb/jam.ft2 Koefisien perpindahan panas, ho Bil Reynolds Res =

Des.Gs

µ

= 65.824,953 Dari fig 28, Kern diperoleh jH = 180 (Cp.µ/k)1/3 = 9,387

K  Cp × µ  = jH × ×  De  K  φs ho

1

3

= 128,155 Btu/jam.ft.oF INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−98

Clean Overall Coeffisien, Uc Uc =

hio × ho = 77,374 Btu/jam.ft2.oF hio + ho

Maka Dirt factor, Rd Rd =

UC −U D = 0,001 UC ×U D

Rd yang di ijinkan untuk light organic =0,001Btu/jamft2 oF, dan untuk uap dowtherm = 0

Rd min = 0,001 + 0 = 0,001 Btu/jam ft2 oF Rd hasil perhitungan lebih besar dari Rd min, sehingga rancangan memenuhi syarat.

C.13.3.5 Menentukan Pressure Drop C.13.3.5.1 Pada tube Side Ret = 165.419,710 f

= 0,00045

(Fig.26 Kern hal 836)

Gt = 483.344,174 lb/jam.ft2 L

= 12 ft

n

= 2 pass

D

= IDt / 12 = 0,059 ft

s

= 1

V2/2g (62,5/144) = 0,0010


Dari fig. 26, Kern → diperoleh f = 0,0005 ft2/in2 Pressure drop pada tube side:

Pt =

f × Gt 2 × L × n (5,22 × 1010 ) × IDt × s × φt

= 0,824psi Return pressure pada tube side:

Pr =

4n V 2 × s 2g


DUDDY & DEDY



B−99

Dari fig 27 Kern, pada Gt = 10193,4494 → V2/2g = 0,001 Maka: Pr = 0,008 psia Pressure drop total pada Tube side: PT = Pt + Pr = 0,832 psia Pressure drop yang diijinkan pada tube side = 10 psi, berarti rancangan memenuhi syarat.

C.13.3.5.2 Pada Shell Side Bil Reynolds, Res = 65.824,953 Dari fig 29, Kern, diperoleh f = 0,00003 ft2/in2 Number of crosses, N+1 N+1 = 12 × (L/B) = 1.382,400 Pressure drop pada shell side f × Gs 2 × Ds × ( N + 1) Ps = (5,22 × 1010 ) × De × s = 1,978 psia Pressure Drop yang diijinkan pada shell side = 10 psia, maka rancangan memenuhi syarat.


DUDDY & DEDY



B−100


: Memisahkan produk parafin dari komponen LAB dan heavy alkilat.

Bentuk


Bahan


Jumlah

: 1 unit

Jenis

: Sieve tray

C.14. 1 PERHITUNGAN PADA STRIPER C.14.1.1 Kondisi Oprasi Pada Striper C.14.1.1.1 Kondisi Operasi Umpan Masuk Umpan masuk pada bubble point campuran Syarat : ΣYi = ΣXi.Ki = 1 Asumsi :

Tekanan Operasi,

P = 1,5 atm (151.95 kpa)


Komponen

kg/jam

kgmol

Xi


15427.81

90.75

0.75

paraffin C14 (C14H30) LAB (C18H30) heavy alkylate (C20H34)

1161.23 5647.68 406.52

5.86 22.96 1.48

0.05 0.19 0.01

Total

22643.25

121.06

1.0000

Pi

K

Yi

α

2615.53 182.03 71.65 10.70 4.68

17.213 1.198 0.472 0.070 0.031

0.0000 244.52 0.8980 17.02 0.0228 6.70 0.0133 1.00 0.0004 0.44 1.0000 Pada tekanan 1.5 atm dan temperatur 348.60 oC, diperoleh nilai ΣYi = 1.

C.14.1.12 Kondisi Operasi Puncak Kolom Syarat


Asumsi

: Tekanan Operasi, P = 1 atm ;


DUDDY & DEDY



B−101

Temperatur Operasi, T = 220.99 oC Komponen

kg/jam

kgmol

Xi


15427.81

90.75

0.939


1161.23

5.86

0.061

LAB (C18H30)

0.000006

0.00000002

0.00000000024

Total

3812.91

48.88

1.0000

Pi

K

Xi

α

116.26

1.148

0.81841727

21.5183

42.41

0.419

0.144979928

7.8501

5.40

0.053

4.45516E-09

1.0000

Total

1,000

Pada tekanan 1 atm dan temperatur 220,99 oC, diperoleh nilai ΣXi = 1 .

C.14.1.13 Kondisi Operasi Dasar Kolom Syarat


Asumsi


Komponen

kg/jam

kgmol

Xi

LAB (C18H30)

5647.68

22.96

0.939


406.52

1.48

0.061

Total

22643.25

121.06

1.0000

Pi

K

Yi

α

154.86

1.019

9.573E-01

1.00

90.38

0.595

3.610E-02

0.58

1.0000


DUDDY & DEDY



B−102

Pada tekanan 1 atm dan temperatur 348,60 oC, diperoleh nilai ΣYi = 1.

C.14.1.2 Penentuan refluks minimum (L/D)min = Rmin Menggunakan metode underwood R min + 1 = ∑ [( αixYi)/( αi-φ)]D i=1


1−q

= ∑ [( αixZi) / ( αi-φ)]F i=1


0

(αC12.XC12)feed + (αC14.XC14)feed +

(αLAB.XLAB)feed +

(αHA.XHA)feed

(αC12)feed - q

(αLAB)feed - q

(αHA)feed - q

(αC14)feed - q

= 0,00000

Dari hasil trial diperoleh q = 1,220 sehingga (L/D)min + 1 = Rmin + 1 = ( αi.Xi )distilat ( αi )distilat - q = 1,054 (L/D)min + 1 = Rmin + 1 = 1,054 (L/D)min

= Rmin = 0,0539


1,3

R = 1,3 x Rmin = 0,0701 L = 6,8178 R = 0,0879 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



Umpan

B−103

Uap

Bahan (kmol)

(kg)

(kmol)

(kg)


90.75

15427.81

98.73

16783.64


5.86 22.96 1.48

1161.23 5647.68 406.52

6.38 0.00 0.00

1263.28 0.00 0.00

121.06

22643.25

105.11

18046.92

LAB (C18H30) heavy alkylate (C20H34)

Distilat (kmol) (kg) 90.75 15427.81

Refluks (kmol) (kg) 7.98 1355.83

Bottom (kmol) 0.00

(kg) 0.00

5.86

1161.23

0.52

102.05

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

22.96

5647.68

0.00

0.00

0.00

0.00

1.48

406.52

96.62

16589.04

8.49

1457.88

24.44

6054.20

C.14.1.3. Menentukan Jumlah Pleate C.14.1.3.1. Penentuan jumlah plate minimum (Nmin) Nmin =


dimana αtop

=

( Klk ) D ( Khk ) D

= 7,8501 αbottom =

( Klk ) B ( Khk ) B

= 3,7524 αavg

= ( αtop x αbottom ) 1/2 = 5,4274

maka Nmin = 5,430


DUDDY & DEDY



B−104

C.14.1.3..2. Penentuan plate teoritis (N) Dari grafik (fig. 13-41, Perry, 1999) (N-Nmin)

Vs

(R-Rmin)

(N+1)

(R+1)


= 0,0151

  ψ − 1    0,5    ψ 


C.14.1.3..3. Penentuan effisiensi plate (h) dan jumlah plate aktual (Naktual) µ avg = 0,3236 cp

αµ

= 3,7854

Dari fig 6-47 Banchero hal 306 didapat nilai η = 80% Naktual = ( N /η ) + 1 ~ Kondensor total, reboiler parsial Naktual = 24,97 ≈ 25

plate

Dari Walas, mengenai hubungan refluks total fenske di peroleh : Log [( Xlk / Xhk ) D X ( Xhk / Xlk ) F ] Log [( Xlk / Xhk ) F X ( Xhk / Xlk ) B ]

Nr Ns

=

Nr Ns

= 1,00

Nr + Ns

= Naktual

1,00 Ns + Ns

= 25 plate

Ns

= 12,4838 plate ≈ 12 plate



DUDDY & DEDY



B−105


Lo

Dimana :

/

D



maka Lo = R x D 0,0701 x 16589.04 kg/jam = 1.168,495 kg/jam Vr = Lo + D Dimana : Vr = jumlah uap yang keluar dari bagian atas kolom yang akan dikondensasikan Maka : Vr

= (1.168,495 + 16589.04) kg/jam = 17832,30 kg/jam

Vr

= 104,05 lb/jam

(Vs-Vr) = 1 - q


Laju alir uap bawah = Vs = Vr = 17832,30 Kg/jam L=

Vs + B

dimana L = laju alir cairan kolom bawah B = masa kolom bawah maka L = 17832,30 + 6054.20 = 23841,64 Kg


DUDDY & DEDY



B−106

Distilat Bahan

Massa

Fraksi

ρ

ρ camp

BM

BM camp

paraffin C12 (C12H26) 15427.81

0.93

751.15

698.56

170.00

158.10


1161.23

0.07

762.91

53.40

198.00

13.86

LAB (C18H30)

0.00

0.00

857.60

0.00

246.00

0.00

heavy alkylate(C20H34)

0.00

0.00

856.39

0.00

274.00

0.00

Total

16589.04

1.00

Bahan

Massa

Fraksi

ρ

ρ camp

BM

BM camp


0.00

0.00

751.15

0.00

170.00

0.00


0.00

0.00

762.91

0.00

198.00

0.00

LAB (C18H30)

5647.68

0.93

857.60

800.01

246.00

229.48

heavy alkylate(C20H34) 406.52

0.07

856.39

57.50

274.00

18.40

751.97

171.96

Bottom

Total BM gas atas

6054.20

1.00

857.51

247.88

= S (Xi.BMi)distilat = 171.96 Kg/kgmol

BM gas bawah = S (Xi.BMi)bottom = 247.88 Kg/kgmol ρ cairan atas

= 751.97

Kg/m3

ρ cairan bawah = 857.51

Kg/m3

ρ uap atas

= P x BM gas atas RxT = 4.2414 Kg/m3

ρ uap bawah

= P x BM gas bawah RxT = 7.2882 Kg/m3


DUDDY & DEDY



B−107

C.14.1.4.1. Diameter kolom atas Asumsi Tray spacing = 18 in Kecepatan alir maksimum, berdasarkan pers.1, Peters, hal. 656 : Vm

=


Kv

Dimana :

Vm


KV


ρcairan atas = 882,1900 Kg/m3 ρ atas = 4,241 Kg/m3 uap maka ;

Vm

= 0,26

882,190 − 4,214 4,214

= 3,453 ft/det

= 1,052 m/detik Floading yang diijinkan = 65 – 80% (Peters,hal. 658), diambil floading = 80%, maka : V

= 0,80 x Vm = 0,80 x 1,052 m/detik = 0,8421 ft/detik

D atas =


π x ρ gas atas x Vaktual x 3600 D atas = 1,331

m

C.14.1.4..2. Diameter kolom bawah Kecepatan alir maksimum kolom bawah. Dihitung berdasarkan persamaan Peter hal 656 Vm

=


ρ uap bawah


DUDDY & DEDY


Vm


B−108

= 2,808 ft / detik = 0,856 m / detik

Floading yang diijinkan = 65 – 80% (Peters,hal. 658), diambil floading = 80%, maka : Vaktual = 0,80 x Vm = 0,80 x 0,856 m / detik = 0,6848 m / detik

D bawah =


D bawah = 1,352 m Maka diambil diameter kolom stripper sebesar = 1,352 m = 53,238

in

= 4,440 ft C.14.1.5. Penentuan tebal kolom stripper (ts) Bahan t=


( 2f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

+C


Dimana : t

= tebal tangki , in



F

= Maximum allowable stress untuk SA-167 grade 3 tipe 306 (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 18,750 psi INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


E


B−109


C



C.14.1.6. Penentuan Tebal Penutup Kolom Stripper (th) Bentuk

:


Diameter luar

Do = Di awal + (2.ts) = 53,5106 +(2 x ¼ ) = 54,01 in


in

= 0,25 in maka icr = 2,25 in r = 36

in

icr / r = 0,0602 in > 6% sehingga memenuhi syarat untuk torispherical head.


W=

(3 +

1 4

rc r1

)

dimana W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head Rc = radius of crown ( r ) = 54 in


DUDDY & DEDY



B−110

r1 = inside corner radius ( icr ) = 3.25 in maka W= t=

1.7690 Pdesign rc W ( 2 f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

+C


Dimana : t

= tebal tangki , in

W

= 1,7500



F


E


C


th = 0.2562 in

Dipilih tebal head standar th = 1/4 in Standar straight flange (Sf) = 1,5-2,25 in dipilih Sf = 1,5 in



DUDDY & DEDY



B−111

C.14.1.7. Penentuan Tinggi Tutup Kolom Stripper Dari tabel 5.7 Brownell & Young hal 90 untuk OD = 36 ts =

in

0,2200 in

icr = 2,25

in

r

in

= 54

ID = OD - (2 x ts) = 53,5

in

Untuk menghitung tinggi head digunakan penjelasan pada fig 5.8 Brownell & Young hal 87 a =

ID/2

= 26,75 AB = (ID/2)-icr = 23,5 BC = r - icr = 50,75 AC = (BC2-AB2)^0,5 = 44,981 b

= r - AC = 9,0188

OA = th + b + Sf = 11,3313 Maka tinggi penutup kolom stripper = 11.3313 in = 0,2878 m Penentuan tinggi kolom stripper Jumlah plate total




Tray spacing

= 18 in


DUDDY & DEDY



B−112


= Hh = 11,3313 in = 0,2878 m

Tinggi kolom stripper


C.14.2 KONDENSOR KOLOM STRIPER 2 ( Kd – 02 ) Fungsi

: Mengembunkan uap benzen produk atas.

Jenis


Jenis aliran

: Counter Current

Bahan


Jumlah

: 1 buah

C.14.2.1 Kondisi oprasi pada kondensor a. Fluida panas di Tubbe ( Uap produk atas striper 1 ) T masuk (T1) = 220,9896 °C (429.7813 °F) T keluar (T2) = 220,9896 °C (429.7813 °F) b. Fluida dingin di shell ( dowthrem A ) T masuk (t1) = 30 °C (86 °F) T keluar (t2)

= 130 °C (266°F)

Laju alir uap kolom atas (Ws)

= 16.663,801 kg/jam = 36.704,408 lb/jam


= 7.284.808,616 kJ/jam = 6.839.836,231 Btu/jam

Kebutuhan Dowtherm A (Wt) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

= 40.289,739 kg/jam DUDDY & DEDY



B−113

= 88743,918 lb/jam

C.14.2.2 Menghitung Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) LMTD =

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2 − t1 ) = ln[(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

= 242,760 °F

Dari Fig.19 Kern hal 828, untuk harga R dan S diatas diperoleh 1-2 exchanger, Ft = 1.0000 ∆t = Ft x ∆LMTD = 242,760 °F

Menentukan Tc average & tc average Ta average = ( T 1 + T 2 ) / 2

= 429,781 °F = 493,990 K

ta average = ( t 1 + t 2 ) / 2

= 176 °F

= 353 K

C.14.2.3 Menentukan Luas Permukaan Transfer Panas Dari Tabel 8. Kern Halaman 840 untuk , Fluida panas = Gasses paraffin C12 (C12H26), paraffin C14 (C14H30) Fluida dingin = dowtherm A

C.14.2.4. Menghitung Koeffisien Transfer panas menyeluruh, UD Harga Koefisien Transfer panas menyeluruh, UD untuk pemanasan Gasses dengan Steam : 80 - 120 Btu/jam ft2 oF (tabel 8, Kern). Asumsi UD = 100 Btu/jam ft2 oF Luas Permukaan transfer panas, A A=

Qc 6.839.836,231 = U D × LTMD 100 × 242,760 = 281,753 ft2

Jumlah tube, Nt Asumsi: Panjang tube (L) = 10 ft BWG

= 10


DUDDY & DEDY



B−114

Diameter luar tube, ODt = 0,750 in (0.0625 ft) Surface per Iin ft, ao Nt =

= 0,1963

A 281,753 = a o × L 0,1963 × 10 = 143,532 tube


= 151

ODt

= 0,750 in (Diameter luar tube ( in ))

Pt

= 1 in (1 in square pitch ; Pitch tube, jarak antara pusat tube ( in ))

n

= 1 passes (Banyaknya pass untuk tube/shell)

IDs

= 15,25 in (Diameter dalam shell ( in )) A terkoreksi

= Nt × ao × L = 296,413 ft2


Qc = 95,054 Btu/jam.ft2.°F Aterkoreksi × LTMD

C.14.2.5. Menentukan Faktor Kekotoran (Dirt factor), Rd ~ Pada Tube side ~ ( Fluida dingin : Dowtherm A ) Flow area tube, at’ Dari tabel 10 Kern, diperoleh at’ = 0,1820 in2/tube At =

Nt × a t ' 151 × 0,182 = = 0,191 ft 2 144 × n 144 × 1

Mass velocity, Gt W = Laju alir umpan ( lbm/jam ) at = Flow area tube ( ft2 ) Gt =

Wt = 464.999,788 lb/jam.ft2 at

(Pers. 7.1 Kern)

Bilangan Reynolds, Re INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−115

Pada Ta = 181,035 oF ID t = 0,4820 in (0,0402 ft ) µ = 0,545 lb/ft.jam Cp = 0,507 Btu/lbm.°F k

(Trademark of The Dow Chemical Company)


Ret =

IDt × Gt

µ

=


0,482 × 464.999,788 = 34.243,847 0,9795

Untuk Ret = 34.243,847 maka dari fig.24 Kern di dapat harga jH = 102 Koefisien perpindahan panas, hio

hi jH × k = φt D

C×µ     k 

1/ 3

= 260,557 Btu / jam. ft 2 o F

Dimana ; hi = Koefisien transfer panas lapisan luar di dinding tube bagian dalam ketika tube telah kotor φt = Rasio viskositas ( faktor koreksi viskositas untuk fluida dekat dinding tube bagian dalam ) hio hi  IDt  2 o =   = 167,451 Btu / jam. ft .( F / ft ) φt φt  ODt 




~ Pada Shell side ~ Fluida panas : gass parafin Flow area shell,as Dimana: IDs


= 15,250 in

DUDDY & DEDY


as =


Baffle space, B

= 3,050

Pitch tube, PT

= 1 in

Clearance, C’

= 0,25 in

IDs × C '× B = 0,081 ft 2 144 PT

B−116

(Pers. ( 7.1 ) Kern Halaman 138)

Mass velocity, Gs Ws = 187661,5372 lb/jam Gs =

Ws 36704,408 = as 0,081


De × Gs

µ

dari fig.28, Kern untuk ; ODt = 0,750 in Pt


De = 0,95 in (0,0792 ft) Dari Trademark of The Dow Chemical Company Pada ta = 131,00 oF diproleh :

µparaffin

= 0,320 lb/ft

Cp paraffin = 119,570 Btu/lbm.°F k paraffin


Sehingga Res =

0,0792 x 454.538,862 0,320

= 112.510,506 Koefisien perpindahan panas,ho Untuk Res = 112.510,506 ; dari fig.24 Kern didapat jH = 98 Pada ta = 176 oF

ho jH × K  C × µ  =   De  K  φs

1/ 3

= 615,536 Btu / jam. ft 2 ( o F / ft )


DUDDY & DEDY



B−117



(persamaan 5.31a, Kern, hal 98)

= 234,452 oF pada tw = 234,452 oF

µ paraffin = 1,115 lb/ft

 µ   = 0,287 dai fig.24, Ken didapat φs = 1 Maka ;   µw  ho terkoreksi = (ho/φs) x φs

(persamaan 6.36, Kern, hal 121)

= 800,196 Btu/jam ft2.oF Clean Overall Coeffisien, Uc Uc =

hio × ho hio + ho

= 149,730 Btu/jam.ft2 °F Maka Dirty Factors, Rd

Rd =

UC −UD UC ×U D

= 0,004 Btu/jam.ft2 °F

Dari Tabel 12. Kern Halaman 845, faktor kekotoran untuk : ~ fluida panas : Organic vapors → Rd = 0,001 Btu/jam.ft2°F ~ fluida dingin : dowtherm → Rd Rd min total =

= 0,002 Btu/jam.ft2°F

0,003

Rd hasil perhitungan > dari pada Rd min = 0,003 sehingga rancangan memenuhi syarat.

C.14.2.6. Menentukan Pressure Drop ~ Pada Tube Side Diketahui : Gt

= 464.999,788 lb/jam.ft2

n

= 1 passes

ID t

= 0,4820 in (0,0402 ft ) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



f

= 0,0003

Panjang tube (L)

= 10 ft

B−118


Bilangan Reynolds, Ret = 34.243,847 Pressure Drop pada tube side : Pt =

f × Gt 2 × L × n 5.22 × 1010 × IDt × s × φ

(

)

= 2,422 psi Return pressure pada tube side : ( V2 / 2 g' ) ( 62.5 / 144 )

Pr =

= 0,0052

(Dari Fig 27. Kern Halaman 837)

4n V 2 × = 0,050 psi s 2g

Pressure drop total pada Tube side : PT = Pt + Pr = 2,472 psi Pressure drop yang diijinkan pada tube side < 10 psi , berarti rancangan memenuhi syarat.

~ Pada shell side Diketahui : Gs

= 454.538,862 lb/ jam ft2

IDs

= 12 in

f

= 0,0000058

Baffle space, B

= 2,400

Panjang tube (L)

= 10 ft

(Dari figure 26, Kern)

Diameter ekivalen (De) = 0,0792 ft Number of crosses, N + 1 N + 1 = 12 x (L/B) = 472,131 s dowtherm A = 1 Pressure drop pada shell side : f × Gs 2 × Ds × ( N + 1) ∆Ps = 5.22 × 1010 × De × s

(

)


DUDDY & DEDY


∆Ps =


B−119

0,0000058 × 544.538,8622 × 1× 472,1311 5.22 × 1010 × 0,0792 × 1

(

)


C.14.3. REBOILER PADA STRIPER 2 ( Rb – 02 ) Fungsi : Menguapkan cairan yang naik pada kolom bawah Striper 2. Jenis


Jenis aliran

: Counter Current

Bahan


Jumlah

: 1 buah

C.14.3.1. Kondisi oprasi pada Reboiler 2 a. Fluida panas di Tubbe (Hot Oil (uap dowtherm A)) T masuk (t1) = 500 °C (932 °F) T keluar (t2)

= 470 °C (878 °F)

b. Fluida dingin di shell ( Cairan bagian bawah striper- 02 ) Fluida dingin

∆T =

Tbottom − Tdistilat 659,4788362 − 429.7813354 = = 9,200 °F ∑ plate 25

T keluar (t2) = T bottom = 659,479 °F T masuk (t1) = (659,4788 – 9,200) °F = 650,279 °F Laju alir umpan

= Laju alir cairan bagian bawah distilator 1 = 6.009,338 kg/jam = 13.236,428 lb/jam


= 6.900.557,991 kJ/jam = 6.540.466,090 Btu/jam

Kebutuhan uap dowtherm A = 75.868,177 kg/jam INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−120

= 167.110,522 lb/jam

C.14.3.2. Menghitung Logaritmic Mean temperature Difference (LMTD) LMTD =

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2 − t1 ) = ln[(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

257,848 oF

C.14.3.3. Menghitung Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD Shell side = Cairan produk bawah D - 02 ( Fluida dingin ) Tube side = Hot oil ; uap dowthrem A ( Fluida panas ) Aliran : Counter current

Dari TABLE 11-3 Perry hal 11-25 Typical Overall Heat-Transfer Coefficients untuk fluida dingin dowtherem dan fluida panas parafin,olefin dan H2, harga UD = 60-80 Btu/jam ft2 ºF Dipilih UD = 75.0000 Btu/jam.ft2.oF L = 12 ft ODt = 1 in = 0.0833 ft Dengan memilih bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 Grade C, maka Allowable stress (f)

= 13750 psi

Faktor korosi ( C )

= 0,125 in

Tekanan (P)

= 689,3888 psi



tm =

1,1 × P × ODt +C 2× f

= 0,146 in Dari Tabel.10,Kern diambil standar Tube terdekat : ODt

= 1 in

t

= 0,148 in

BWG = 9 IDt

= 0,704 in

at’

= 0,389 in

ao

= 0,2618 in INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−121


Qr = 338,208 ft2 U D × LTMD


A = 107,655 tube ao × L

Jumlah shell

= 1 shell

Diambil jumlah tube dalam 1 shell

= 109 tube

Koreksi harga, UD Dari Tabel 9. Kern, hal : 841, diperoleh ; Nt

= 109 tube

ODt

= 1 in, 1 ¼ in triangular pitch

n

= 1 passes

IDs

= 17,250 in = 0,438 m

A terkoreksi

= Nt × a o × L = 342,434 ft2



C.14.3..4. Menentukan Faktor Kekotoran (Dirt Factor), Rd •

Pada Tube Side

Data: ~ Fluida = Hot oil ; dowthrem A ( Fluida panas ) at' = 0,3890 in2 n

(Dari tabel 10, Kern, hal 843)

= 1 pass

Nt = 109 De = 0,7040 inch = 0,0587 ft

Flow area, at INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


At =


B−122

Nt × at ' 144 × n

= 0,589 ft2 Mass velocity, Gt Wt = 167.110,522 lbm/jam Wt Gt = = 283.765,892 lb/jam.ft2 at Bilangan Reynold, Re Pada ta : 914 oF dari Trademark of The Dow Chemical Company diperoleh : µ

Dowtherm A

= 0,1714 lb/ft jam

k Dowtherm A = 0,03700 Cp

= 0.6800 Btu/lb.oF

Ret =

De × Gt

µ

= 97.116,039

Dari fig.24,Kern diperoleh jH = 225 Koefisien Perpindahan Panas pipa , hi (Cp.µ/k)1/3 = 1.4660

jH × K IDt

hi =

hio =

 Cp.µ     K 

1/ 3

= 208,025 Btu / jam. ft. o F

IDt × hi ODt

= 176,51 Btu/jam.ft.oF •

Pada Shell Side Data: ~ Tavg = 654,879 oF ~ Fluida : Cairan dari bagian bawah kolom striper 1 ~ Kapasitas panas campuran : Cp = 128,2000 Btu/lb oF ~ Konduktivitas panas campuran : K = 0,075 Btu/ jam ft2 (oF/ft) ~ Viskositas campuran : µ = 0,3523 lb/ft jam


DUDDY & DEDY



B−123

Flow Area Shell, as Dimana: IDs = 37,0000 inch B

= 7,4000

inch

Pt

= 1,2500

inch in square pitch

De = 0,7200 C'

inch = 0.0600 ft

= Pt - ODt = 0,2500 inch

As =

IDs × C '× B 144 PT

= 0,083 ft2

Mass velocity, Gs Ws

= 13.236,428 lb/jam

Gs di split

=

1 Ws . 2 as


Des.Gs

µ

= 13.635,373 Dari fig 28, Kern hal 838 diperoleh jH = 170 (Cp.µ/k)1/3 =

8,460

K  Cp × µ  = jH × ×  De  K  φs ho

1

3





DUDDY & DEDY



B−124


UC −U D = 0,002 UC ×U D

Rd min = 0,001 Btu/jam ft2 oF Rd hasil perhitungan lebih besar dari Rd min, sehingga rancangan memenuhi syarat.

C.14.3.5. Menentukan Pressure Drop ~ Pada tube Side Ret = 97.116,039 f

= 0,004

(www. Dowtherm.com)

Gt = 28.3765,892 lb/jam.ft2 L

= 12 ft

n

= 2 -pass

D

= IDt / 12 = 0,704 ft

s

= 1 Dari fig. 26, Kern → diperoleh f = 0,004 ft2/in2 Pressure drop pada tube side: Pt =

f × Gt 2 × L × n (5,22 × 1010 ) × IDt × s × φt

= 0,002 psi Return pressure pada tube side: Pr =

4n V 2 × s 2g

V2/2g (62,5/144) = 0,110


Maka: Pr = 0,800 psia Pressure drop total pada Tube side: PT = Pt + Pr = 0,802 psia INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−125

Pressure drop yang diijinkan pada tube side = 10 psi, berarti rancangan memenuhi syarat.

~ Pada Shell Side Bil Reynolds, Res = 13.635,373 f

= 0,0015 ft2/in2

L = 12


ft

B = 1,250 inch

0,1042 ft

Number of crosses, N+1 N+1 = 12 × (L/B) = 1382,400 Pressure drop pada shell side Ps =

f × Gs 2 × Ds × ( N + 1) (5,22 × 1010 ) × De × s

= 2,462 psia

Pressure Drop yang diijinkan pada shell side = 10 psia, maka rancangan memenuhi syarat.

C.15 COOLER I (CO-01) : untuk menurunkan temperatur bahan Parafin dari 219,43 oC

Fungsi

sampai 31 oC Jenis


Jenis aliran

: Counter Current

Bahan


Jumlah

: 1 buah

C.15.1 Data •

Tekanan operasi, P = 1 atm

•

Beban panas kondensor, Qc Qc

= 8.696.017,26 kJ/jam = 8.242.233,86 Btu/jam


DUDDY & DEDY


•


Fluida panas (Tubes) : Parafin Laju alir massa, Wt = 16.589,04 kg/jam

•

B−126

= 36.571,96 lb/jam

T1 = 221oC

= 429,8oF

T2 = 35oC

= 95oF

Fluida dingin (Shell) : dowtherm A Laju alir massa, Ws = 53.660,76 kg/jam

= 118.299,74 lb/jam

t1

= 30oC

= 86oF

t2

= 120oC

= 248oF

C.15.2 Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) •

LMTD

=

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

[ Pers. 5.14, Kern]

= 57,487 oF •


= (T1 - T2 ) / (t 2 - t 1 )

= 0,484

S

= (t 2 - t 1 ) / (T1 - t 1 )

= 0,974



C.15.3 Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD Dari TABLE 11-3 Perry hal 11-25 Typical Overall Heat-Transfer Coefficients untuk fluida dingin dowtherem dan fluida panas parafin,olefin dan H2, harga UD = 80-120 Btu/jam ft2 ºF Asumsi: UD = 120 Btu/jam ft2 oF •


QC U D .LTMD

= 1.493,50 ft2

•



DUDDY & DEDY


tm =


Pdesign ( OD t / 2 ) +C ( f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

B−127


Dimana : tm


Pdesign = Tekanan desain dalam tubes = 14,7 psia ODt


F

= Maximum allowable stress untuk bahan SA-213 Grade TP316

(appendix D,item 4, brownell and Young )

= 17532 psia E


C


Maka; •

tm

= 0,1254 in


= 0,134 in

BWG = 10

•

ODt

= 3/4 in

IDt

= 0,482 in

a’t

= 0,182 in2

ao

= 0,1963 ft2/ln ft


Α a o .L

= 380,413 tubes •



n

= 8 - pass

Diambil standar jumlah tube terdekat, diperoleh : INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


Nt

B−128

= 1258 tubes

IDs

= 39 in

A = 4938,91 ft •


2





ID S .C'.B Pt .144

[Pers. 7.1, Kern]


= 39 in

B : Baffle spacing (min. 1/5IDs), B = 0,2.IDs

= 13 in

Pt : Pitch

= 0.94 in


= 0.19 in

2

as dalam ft , maka: as = 0,7042 ft2 o Laju alir massa Gs

Gs =

Ws as

Gs = 167.999,628 lb/jam.ft2

[Pers. 7.2, Kern]


D e .G S µ

[Pers. 7.3, Kern]


[Fig. 28, Kern]


[HYSYS]

Re s = 2248,63

o Koefisien perpindahan pipa lapisan luar, ho


DUDDY & DEDY



B−129

1


[Pers. 6.15b, Kern]

(pada Res)

[Fig. 28, Kern]



k



h o φs = 122,0533 Btu/ft².jam.ºF o Temperatur dinding pipa, tw = tc +

tw


[Pers. 5.31, Kern]

= 245,03 oF


ho φa φa

ho

=

φa

= (µ/µ w) 0.14

pada tw = 245,03oF

•

µw

= 1,9158 lb/ft.hr

φa

= 1,085

ho




o Flow area, at at =

Nt .a t ' ;ft2 144 .n

= 0,1987 ft2

[Pers. 7.48, Kern]


Gt =

Wt at

= 184.013,0964 lb/jam.ft2

o Bilangan Reynold, Re t


DUDDY & DEDY


Re t =


B−130

ID t × G t µ

µ : viskositas pada pada tc = 1/2(t1+t2) = 262 oF µ = 0,97 lb/ft, jam Re t

[Fig. 14, Kern]

= 7620,94


jH . k  Cp . µ  3 hi =   (φ t ) ID t  k  jH = 30


pada tc = 262oF : Cp

= 0,62 Btu/lb.oF

k


[HYSYS] [HYSYS]




[Pers. 6.5, Kern]



•

h io φt

φt

φt

= (µ/µ w) 0.14 = 0,2

hio





[Pers. 6.37, Kern]

[Pers. 6.38, Kern]

Dirt Factors, Rd Dari Tabel 12, Kern: Rd =



[Pers. 6.13, Kern]

DUDDY & DEDY



B−131

Rd min = 0,001 (Table 12, hal 845, Kern) Rd ≥ 0,001 (rancangan memenuhi) C.15.5. Pressure drop •


f .G s2 .ID s .( N + 1) 5 , 22 x10 10 .D e .s.φ s

[Pers. 7.52, Kern]

Dimana:

∆PS


f


N+1


= 18,46 ft

De


= 0,046 ft

s


[HYSYS]



∆PT = ∆Pt + ∆Pr ○

∆ Pt =

f .G 2t .L.n 5,22 x1010.ID t . s . φ t

[Pers. 7.45, Kern]

Dimana : f = 0,00029 (pada Ret )

[Fig. 26, Kern]


= 1

∆Pt = 0,37 psi ○

∆ Pr =

4n v 2 s 2g '

[Pers. 7.46, Kern]

Untuk Gt = 184.013,10 lb/jam.ft2, diperoleh;

∆Pr = 0,37 psi ∆PT < 10 psi (Rancangan memenuhi)


DUDDY & DEDY



B−132


: Memisahkan produk LAB dari komponen heavy alkilat.

Bentuk


Bahan


Jumlah

: 1 unit

Jenis

: Sieve tray

C.16.1 PERHITUNGAN PADA STRIPER C.16.1.1 Kondisi Oprasi Pada Striper C.16.1.1.1 Kondisi Operasi Umpan Masuk Umpan masuk pada bubble point campuran Syarat : ΣYi = ΣXi.Ki = 1 Asumsi :

Tekanan Operasi,

P = 1,5 atm (151,95 kpa)


Komponen

kg/jam

kgmol

Xi


0,0011

0,00000586

0.00000024

LAB (C18H30)

5647.68

22.96

0.94


406.52

1.48

0.06

Total

6054.20

24.44

1.0000

Pi

K

Yi

α

581.11

3.824

9.177E-07

6.43

154.86

1.019

9.573E-01

1.71

90.38

0.595

3.610E-02

1.00

1.0000 Pada tekanan 1,5 atm dan temperatur 348,60 oC, diperoleh nilai ΣYi = 1.


DUDDY & DEDY



B−133

C.16.1.1.2 Kondisi Operasi Puncak Kolom Syarat


Asumsi


Komponen

kg/jam

kgmol

Xi


0.001161233

0.000005865

0.000000255

LAB (C18H30)

5647.68

22.96

1.000


0.0001

0.00000023

0.000

Total

3812.91

48.88

1.0000

Pi

K

Xi

α

415.47

4.1014

6.229E-08

7.29

101.90

1.0060

9.941E-01

1.79

56.96

0.5623

1.796E-08

1.00

1,000 Pada tekanan 1 atm dan temperatur 327,96 oC, diperoleh nilai ΣXi = 1 .

C.16.1.1.3 Kondisi Operasi Dasar Kolom Syarat


Asumsi


Komponen

kg/jam

kgmol

Xi

LAB (C18H30)

0,000056

0.00000022

0.000000154739


406,522

1,48365785

0.999999845260

Total

406.52

1.48

1.0000


DUDDY & DEDY



Pi

K

Yi

α

156.35

1.5435

0.00000021

1.71

91.34

0.9016

0.9016355

1.00

B−134

1.0000 Pada tekanan 1 atm dan temperatur 349,09 oC, diperoleh nilai ΣYi = 1.

C.16.1.2 Penentuan refluks minimum (L/D)min = Rmin Menggunakan metode underwood R min + 1 = ∑ [( αixYi)/( αi-φ)]D i=1


1−q

= ∑ [( αixZi) / ( αi-φ)]F i=1


0

(αC14.XC14)feed +

(αLAB.XLAB)feed +

(αHA.XHA)feed

(αC14)feed - q

(αLAB)feed - q

(αHA)feed - q

= 0,00000

Dari hasil trial diperoleh q = 1,026 sehingga (L/D)min + 1 = Rmin + 1 = ( αi.Xi )distilat ( αi )distilat - q = 1,936 (L/D)min + 1 = Rmin + 1 = 1,936 (L/D)min

= Rmin = 0,9361


1,3

R = 1,3 x Rmin


DUDDY & DEDY



B−135

= 1,2169 L = 27,7312 R = 1,2169

Umpan Bahan Paraffin C14 (C14H30) LAB (C18H30)

Uap

(kmol)

(kg)

(kmol)

(kg)

0.000006

0.000011

0.00001

0.00003

22.958048 5647.679830 63.098590 15522.253136


1.483658

406.522315

0.000001

0.000175

Total

24.44

6054.20

63.10

15522.26

Distilat

Refluks

Bottom

(kmol)

(kg)

(kmol)

(kg)

(kmol)

(kg)

0.000006

0.001161

0.00001

0.002030

0.0000001

0.0000002

22.958048

5647.679

40.140

9874.573

0.000000

0.000056

0.0000002

0.000064

0.0000004

0.000111

1.483658

406.522252

22.958

5647.680

40.140

9874.575504 1.483658

406.522308

C.16.1.3 Menentukan Jumlah Pleate C.16.1.3.1 Penentuan jumlah plate minimum (Nmin) Nmin =


dimana αtop

=

( Klk ) D ( Khk ) D

= 1,789 αbottom =

( Klk ) B ( Khk ) B

= 1,712 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


αavg


B−136

= ( αtop x αbottom ) 1/2 = 1,750

1,7501

maka Nmin = 11,26

C.16.1.3.2 Penentuan plate teoritis (N) Dari grafik (fig. 13-41, Perry, 1999) (N-Nmin)

Vs

(R-Rmin)

(N+1)

(R+1)


= 0,127

  ψ − 1    0,5    ψ 


C.16.1.3..3 Penentuan effisiensi plate (h) dan jumlah plate aktual (Naktual) µ avg = 1,238 cp

αµ

= 13,424

Dari fig 6-47 Banchero hal 306 didapat nilai η = 80% Naktual = ( N /η ) + 1 ~ Kondensor total, reboiler parsial Naktual = 32,17 ≈ 32

plate

Dari Walas, mengenai hubungan refluks total fenske di peroleh : Log [( Xlk / Xhk ) D X ( Xhk / Xlk ) F ] Log [( Xlk / Xhk ) F X ( Xhk / Xlk ) B ]

Nr Ns

=

Nr Ns

= 0,420


DUDDY & DEDY


Nr + Ns

B−137

= Naktual

Ns + Ns

0,420


= 32 plate = 22,6547 plate ≈ 23 plate

Ns



Lo

Dimana :

/

D



maka Lo = R x D 1,2169 x 5609,34 kg/jam = 6826,210 kg/jam Vr = Lo + D Dimana : Vr = jumlah uap yang keluar dari bagian atas kolom yang akan dikondensasikan Maka : Vr

= (6826,210 + 5609,34) kg/jam = 12435,55 kg/jam = 50,52 lb/jam

Vr

(Vs-Vr) = 1 - q


Laju alir uap bawah = Vs = Vr = 12435,55 Kg/jam L=

Vs + B

dimana L = laju alir cairan kolom bawah B = masa kolom bawah maka L = 12.435,55 + 400,00


DUDDY & DEDY



B−138

= 12835,55 Kg

Distilat Bahan

Massa

Fraksi

ρ

paraffin C14 (C14H30) 0.001161 0.0000002 762.913 LAB (C18H30)

ρ camp

BM BM camp

0.00015

198 0.00004

5647.679 0.999999 857.596 857.5958 246 245.999

heavy alkylate(C20H34) 0.000063 0.0000001 856.387 0.0000096 274 0.0000030 Total

5647.680

1.00

Bahan

Massa

Fraksi

857.5959

245.99999

ρ camp

BM BM camp

Bottom

LAB (C18H30)

ρ

0.000056 0.0000001 857.596 0.0001191 246 0.0000341

heavy alkylate(C20H34) 406.5222 0.9999998 856.387 856.38688 274 273.9999

Total BM gas atas

406.52

1.00

856.39

274.00

= S (Xi.BMi)distilat = 246,21Kg/kgmol

BM gas bawah = S (Xi.BMi)bottom = 270,09Kg/kgmol ρ cairan atas

= 857,386 Kg/m3

ρ cairan bawah = 856,556 Kg/m3 ρ uap atas

= P x BM gas atas RxT = 4,992 Kg/m3

ρ uap bawah

= P x BM gas bawah RxT = 5,289 Kg/m3

C.16.1.4.1 Diameter kolom atas Asumsi Tray spacing = 18 in Kecepatan alir maksimum, berdasarkan pers.1, Peters, hal. 656 :


DUDDY & DEDY


Vm

=

B−139


Kv

Dimana :


Vm


KV


ρcairan atas = 857,386 Kg/m3 ρ atas = 4,992 Kg/m3 uap maka ;

Vm

= 0,26

857,386 − 4,992 4,992

= 2,875 ft/det

= 0,876 m/detik Floading yang diijinkan = 65 – 80% (Peters,hal. 658), diambil floading = 80%, maka : V

= 0,80 x Vm = 0,80 x 0,876 m/detik = 0,701 ft/detik

D atas =


π x ρ gas atas x Vaktual x 3600 D atas = 1,122 m

C.16.1.4.2 Diameter kolom bawah Kecepatan alir maksimum kolom bawah. Dihitung berdasarkan persamaan Peter hal 656 Vm

=


ρ uap bawah Vm

= 2,791 ft / detik = 0,851 m / detik


DUDDY & DEDY



B−140

Floading yang diijinkan = 65 – 80% (Peters,hal. 658), diambil floading = 80%, maka : Vaktual = 0,80 x Vm = 0,80 x 0,851 m / detik = 0,6805 m / detik

D bawah =


D bawah = 1,158 m Maka diambil diameter kolom stripper sebesar = 1,1581 m = 45,595 in = 3,80 ft

C.16.1.5 Penentuan tebal kolom stripper (ts) Bahan t=


( 2f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

+C

[Pers.14.34, Brownell &Young]

Dimana : t

= tebal tangki , in



F


E

= welded joint efficiency (efisiensi penyambungan) = 0,8 Tipe joint yang dipilih adalah double welded butt joint tanpa INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−141

diradiografi dan tanpa stress relieve → max efficiency berdasarkan table 13.2, hal 254, Brownell & Young. C



C.16.1.6 Penentuan Tebal Penutup Kolom Stripper (th) Bentuk

:


Diameter luar

Do = Di awal + (2.ts) = 45,595 + (2 x ¼ ) = 46,09 in


in

= 0,25 in maka icr = 3 r = 48

in in

icr / r = 0,0625 in > 6% sehingga memenuhi syarat untuk torispherical head.


W=

(3 +

1 4

rc r1

)

dimana W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head Rc = radius of crown ( r ) = 48 in r1 = inside corner radius ( icr ) = 3 in


DUDDY & DEDY



B−142

maka W = 1,7500 t=

Pdesign rc W ( 2 f .E ) - ( 0,6 Pdesign )

+C


Dimana : t

= tebal tangki , in

W

= 1,7500



F


E


C


th = 0,249 in

Dipilih tebal head standar th = 1/4 in Standar straight flange (Sf) = 1,5-2,25 in dipilih Sf = 1,5 in


C.16.1.7 Penentuan Tinggi Tutup Kolom Stripper Dari tabel 5.7 Brownell & Young hal 90 untuk OD = 48

in

ts =

in

0,25


DUDDY & DEDY


icr = 3

in

r

in

= 48


B−143

ID = OD - (2 x ts) = 47,5 in Untuk menghitung tinggi head digunakan penjelasan pada fig 5.8 Brownell & Young hal 87 a =

ID/2

= 23,75 AB = (ID/2)-icr = 20,75 BC = r - icr = 45 AC = (BC2-AB2)^0,5 = 39,930 b

= r - AC = 8,069

OA = th + b + Sf = 9,819 Maka tinggi penutup kolom stripper = 9,819 in = 0,249 m Penentuan tinggi kolom stripper Jumlah plate total




Tray spacing

= 15 in


= Hh = 9,819 in


DUDDY & DEDY



B−144

= 0,249 m Tinggi kolom stripper


C.16.2. KONDENSOR KOLOM STRIPER 3 ( Ks – 03 ) Fungsi

: Mengembunkan uap LAB produk atas pada kolom striper 3.

Jenis


Jenis aliran

: Counter Current

Bahan


Jumlah

: 1 buah

C.16.2.1. Kondisi oprasi pada kondensor a. Fluida panas di Tubbe ( Uap produk atas striper 3 ) T masuk (T1) = 327,960 °C (622,328 °F) T keluar (T2) = 327,960 °C (622,328 °F) b. Fluida dingin di shell ( dowthrem A ) T masuk (t1) = 30 °C (86 °F) T keluar (t2)

= 200 °C (392°F)

Laju alir uap kolom atas (Ws)

= 5.609,342 kg/jam = 12.355.379 lb/jam


= 2.074.898,524 kJ/jam = 1.966.624,069 Btu/jam

Kebutuhan Dowtherm A (Wt)

= 6.560,005 kg/jam = 14.449,349 lb/jam

C.16.2.2. Menghitung Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) LMTD =

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2 − t1 ) = ln[(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]


DUDDY & DEDY


=


B−145

(622,328 − 392 ) − (622,328 − 86) ln[(622,328 − 392 622,328 − 86 )]

= 362,027 °F

Dari Fig.19 Kern hal 828, untuk harga R dan S diatas diperoleh 1-2 exchanger, Ft = 1

∆t = Ft x ∆LMTD = 362,027 °F

Menentukan Tc average & tc average Ta average = ( T 1 + T 2 ) / 2

= 622,328 °F = 600,960 K

ta average = ( t 1 + t 2 ) / 2

= 239

°F = 388 K

C.16.2.3. Menentukan Luas Permukaan Transfer Panas Dari Tabel 8. Kern Halaman 840 untuk , Fluida panas = Gasses paraffin C12 (C12H26), paraffin C14 (C14H30) Fluida dingin = dowtherm A

C.16.2.3.1. Menghitung Koeffisien Transfer panas menyeluruh, UD Harga Koefisien Transfer panas menyeluruh, UD untuk pemanasan Gasses dengan

Steam : 80 - 120 Btu/jam ft2 oF (tabel 8, Kern). Asumsi UD = 100 Btu/jam ft2 oF Luas Permukaan transfer panas, A A=

Qc 1966.624,069 = U D × LTMD 100 × 362.027 = 54,323 ft2

Jumlah tube, Nt Asumsi: Panjang tube (L) = 12 ft BWG

= 10

Diameter luar tube, ODt = 0,750 in (0,063 ft) Surface per Iin ft, ao

= 0,1963


DUDDY & DEDY


Nt =


B−146

A 238,7332 = ao × L 0,1963 × 10 = 23,061 tube


= 26

ODt

= 0,750 in (Diameter luar tube ( in ))

Pt

= 1 in (1 in square pitch ; Pitch tube, jarak antara pusat tube ( in ))

n

= 4 passes (Banyaknya pass untuk tube/shell)

IDs

= 8,000 in (Diameter dalam shell ( in )) A terkoreksi

= Nt × ao × L = 61,246 ft2


Qc = 88,696 Btu/jam.ft2.°F Aterkoreksi × LTMD

C.16.2.3..2. Menentukan Faktor Kekotoran (Dirt factor), Rd Pada Tube side ~ Fluida Dingin : dowtherm A Flow area tube, at’ Dari tabel 10 Kern, diperoleh at’ = 0,1820 in2/tube At =

Nt × a t ' 26 × 0,182 = = 0,008 ft 2 144 × n 144 × 4

Mass velocity, Gt W = Laju alir umpan ( lbm/jam ) at = Flow area tube ( ft2 ) Gt =

Wt = 1758838,814 lb/jam.ft2 at

(Pers. 7.1 Kern)

Bilangan Reynolds, Re Pada Ta = 622,328 oF ID t = 0,4820 in (0,0402 ft )

µ = 0,281 lb/ft.jam INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



Cp = 0,057 Btu/lbm.°F k

(Trademark of The Dow Chemical Company) o

= 0,0501 Btu/jam.ft. F

Ret =

IDt × Gt

µ

=

B−147


0,482 × 1.758.838,814 = 251.855,458 0,281

Untuk Ret = 910,089 maka dari fig.24 Kern di dapat harga jH = 310 Koefisien perpindahan panas, hio

hi jH × k = φt D

C×µ     k 

1/ 3

= 264,588 Btu / jam. ft 2 o F

Dimana ; hi = Koefisien transfer panas lapisan luar di dinding tube bagian dalam ketika tube telah kotor

φt = Rasio viskositas ( faktor koreksi viskositas untuk fluida dekat dinding tube bagian dalam ) hio hi  IDt  2 o =   = 170,042 Btu / jam. ft .( F / ft ) φt φt  ODt 




Pada Shell side Fluida PANAS : GASS LAB Flow area shell,as Dimana: IDs

= 8 in

Baffle space, B

= 1,6

Pitch tube, PT

= 0,938 in

Clearance, C’

= 0,188 in


DUDDY & DEDY



IDs × C '×B = 0,018 ft 2 144 PT

as =

B−148

(Pers. ( 7.1 ) Kern Halaman 138)

Mass velocity, Gs Ws = 12.355,379 lb/jam Ws 12.355,379 = as 0,018

Gs =


De × Gs

µ

dari fig.28, Kern untuk ; ODt = 0,75 in Pt


De = 0,95 in (0,0792 ft) Dari hyasys Pada ta = 131,00 oF diproleh :

µ LAB

= 0,317 lb/ft

Cp LAB

= 173,520 Btu/lbm.°F

k LAB


Sehingga Res =

0,0792 x 694.990,087 0,317

= 173.440,122 Koefisien perpindahan panas,ho Untuk Res = 173.440,122 ; dari fig.24 Kern didapat jH = 195 Pada ta = 622,39 oF

ho jH × K  C × µ  =   φs De  K 

1/ 3

= 1317,062 Btu / jam. ft 2 ( o F / ft )



(persamaan 5.31a, Kern, hal 98)

= 282,831 oF INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


pada tw = 358,6254 oF


B−149

µ LAB = 2,118 lb/ft

 µ   = 0,150 dai fig.24, Ken didapat φs = 1,35 Maka ;   µw  ho terkoreksi = (ho/φs) x φs

(persamaan 6.36, Kern, hal 121)

= 1.448,768 Btu/jam ft2.oF Clean Overall Coeffisien, Uc Uc =

hio × ho hio + ho

= 152,180 Btu/jam.ft2 °F Maka Dirty Factors, Rd

Rd =

UC −UD UC ×U D

= 0,005 Btu/jam.ft2 °F Rd hasil perhitungan > dari pada Rd min = 0,0023 sehingga rancangan memenuhi syarat.

C.16.2.4. Menentukan Pressure Drop Pada Tube Side Diketahui : Gt

= 1.758.838,814 lb/jam.ft2

n

= 4 passes

ID t

= 0,4820 in

f

= 0,00001

(0,0402 ft ) (Dari figure 26, Kern)

Panjang tube (L) = 12 ft Pressure Drop pada tube side : Pt =

f × Gt 2 × L × n 5.22 × 1010 × IDt × s × φ

(

)

= 0,826 psi Return pressure pada tube side : ( V2 / 2 g' ) ( 62.5 / 144 ) = 0,0010


(Dari Fig 27. Kern Halaman 837)

DUDDY & DEDY


Pr =


B−150

4n V 2 × = 0,003 psi s 2g

Pressure drop total pada Tube side : PT = Pt + Pr = 0,830 psi Pressure drop yang diijinkan pada tube side < 10 psi , berarti rancangan memenuhi syarat.

Pada shell side Diketahui : Gs

= 694.990,087 lb/ jam ft2

n

= 4 passes

IDs

= 0,667ft

f

= 0,000005

Baffle space, B

= 5,400


Diameter ekivalen (De) = 0,0792 ft Bilangan Reynolds, Ret = 150.327,412 Number of crosses, N + 1 N + 1 = 12 x (L/B) = 320 s dowtherm A = 1 Pressure drop pada shell side : ∆Ps =

f × Gs 2 × Ds × ( N + 1) 5.22 × 1010 × De × s

(

)


C.16.3. REBOILER PADA STRIPER 3 ( Rb – 03 ) Fungsi

: Menguapkan sebagian cairan fraksi bawah kolom striper 3.

Jenis


Jenis aliran

: Counter Current

Bahan

: Stainless Steel SA – 240 grade M type 316 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


Jumlah


B−151

: 1 buah

C.16.3.1. Kondisi oprasi pada Reboiler 2 a. Fluida panas di Tubbe (Hot Oil (uap dowtherm A)) T masuk (t1) = 510°C (950 °F) T keluar (t2)

= 470 °C (878 °F)

b. Fluida dingin di shell ( Cairan bagian bawah striper- 02 ) Fluida dingin ∆T =

Tbottom − Tdistilat 659,4788362 − 429.7813354 = = 1,1887 °F ∑ plate 70

T keluar (t2) = T bottom = 660,368 °F T masuk (t1) = (660,368 – 1,1887) °F = 659,179 °F Laju alir umpan (Ws)

= Laju alir cairan bagian bawah distilator 1 = 399,996 kg/jam = 881,049 lb/jam


= 954578,705 kJ/jam = 904765,912 Btu/jam

Kebutuhan dowtherm A (Wt) = 10495,114 kg/jam = 23116,992 lb/jam

C.16.3.2. Menghitung Logaritmic Mean temperature Difference (LMTD) LMTD =

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2 − t1 ) = ln[(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

252,571 oF

C.16.3.3. Menghitung Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD Shell side = Cairan produk bawah D - 02 ( Fluida dingin ) Tube side = Hot oil ; uap dowthrem A ( Fluida panas ) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−152

Aliran : Counter current

Dari TABLE 11-3 Perry hal 11-25 Typical Overall Heat-Transfer Coefficients untuk fluida dingin dowtherem dan fluida panas parafin,olefin dan H2, harga UD = 60-80 Btu/jam ft2 ºF Dipilih UD = 75.0000 Btu/jam.ft2.oF L = 10 ft ODt = 1 in = 0.0833 ft Dengan memilih bahan konstruksi Carbon Steel SA-285 Grade C, maka Allowable stress (f)

= 13750 psi

Faktor korosi ( C )

= 0,125 in

Tekanan (P)

= 459,592 psi



tm =

1,1 × P × ODt +C 2× f

= 0.1388 in Dari Tabel.10,Kern diambil standar Tube terdekat : ODt

= 1 in

t

= 0,148 in

BWG = 9 IDt

= 0,704 in

at’

= 0,389 in

ao

= 0,2618 in


Qr = 47,763 ft2 U D × LTMD


A = 18,244 tube ao × L

Jumlah shell

= 1 shell

Diambil jumlah tube dalam 1 shell INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

= 21 tube DUDDY & DEDY



B−153

Koreksi harga, UD Dari Tabel 9. Kern, hal : 841, diperoleh ; Nt

= 21 tube

ODt

= 1 in, 1 ¼ in squre pitch

n

= 1 passes

IDs

= 8 in = 0,203 m = Nt × a o × L = 54,978 ft2

A terkoreksi



C.16.3.4. Menentukan Faktor Kekotoran (Dirt Factor), Rd Pada Tube Side Data: ~ Fluida = Hot oil ; dowthrem A ( Fluida panas ) at' = 0,3890 in2 n

(Dari tabel 10, Kern, hal 843)

= 2 pass

Nt = 21 De = 0,7040 inch = 0,0587 ft Flow area, at At =

Nt × at ' 144 × n

= 0,057 ft2 Mass velocity, Gt Wt = 23116,992 lbm/jam Wt Gt = = 407.497,477 lb/jam.ft2 at Bilangan Reynold, Re Pada ta : 914,000oF dari Trademark of The Dow Chemical Company diperoleh : µ

Dowtherm A

= 0,171 lb/ft jam


DUDDY & DEDY



B−154

k Dowtherm A = 0,037 Cp

= 0,680 Btu/lb.oF

Ret =

De × Gt

µ

= 139461,937

Dari fig.24,Kern diperoleh jH = 450 Koefisien Perpindahan Panas pipa , hi (Cp.µ/k)1/3 = 1,466 hi =

jH × K IDt

hio =

 Cp.µ     K 

1/ 3

= 416,050 Btu / jam. ft.o F

IDt × hi ODt


Pada Shell Side Data: ~ Tavg = 659,773 oF ~ Fluida : Cairan dari bagian bawah kolom striper 1 ~ Kapasitas panas campuran : Cp = 168,200 Btu/lb oF ~ Konduktivitas panas campuran : k = 0,055 Btu/ jam ft2 (oF/ft) ~ Viskositas campuran : µ = 0,352 lb/ft jam

Flow Area Shell, as

Dimana: IDs = 8 in B

= 1,6

in

Pt

= 1,2500

in in square pitch

De = 0,7200

in ( 0,0600 ft)

= Pt - ODt

C'

= 0,2500 inch As =

IDs × C '× B 144 PT

= 0,018 ft2 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−155

Mass velocity, Gs Ws

= 881,049 lb/jam

Gs di split

=

1 Ws . 2 as


Des.Gs

µ

= 4219,824 Dari fig 28, Kern hal 838 diperoleh jH = 90 (Cp.µ/k)1/3 = 10,276

K  Cp × µ  = jH × ×  De  K  φs ho

1

3





UC −U D = 0,002 UC ×U D

Rd yang diijinkan untuk light organic = 0,001Btu/jamft2 oF, dan untuk uap dowtherm = 0 Rd min = 0,001 + 0 = 0,001 Btu/jam ft2 oF Rd hasil perhitungan lebih besar dari Rd min, sehingga rancangan memenuhi syarat.


DUDDY & DEDY



B−156

C.16.3.5. Menentukan Pressure Drop Pada tube Side Ret = 139461,937 f

= 0,00045


Gt = 407497,477 lb/jam.ft2 L

= 10 ft

n

= 1 pass

D

= IDt / 12 = 0,058 ft

s

= 1 Dari fig. 26, Kern → diperoleh f = 0,0005 ft2/in2 Pressure drop pada tube side: Pt =

f × Gt 2 × L × n (5,22 × 1010 ) × IDt × s × φt

= 0,244 psi Return pressure pada tube side: Pr =

4n V 2 × s 2g

V2/2g (62,5/144) = 0,110


Maka: Pr = 0,004 psia Pressure drop total pada Tube side: PT = Pt + Pr = 0,248 psia Pressure drop yang diijinkan pada tube side < 10 psi, berarti rancangan memenuhi syarat.

Pada Shell Side Bil Reynolds, Res = 720,402 f

= 0,04 ft2/in2


L = 10 ft B = 1,25

in (0,1042 ft)


DUDDY & DEDY



B−157

Number of crosses, N+1 N+1 = 12 × (L/B) = 1152 Pressure drop pada shell side f × Gs 2 × Ds × ( N + 1) Ps = (5,22 × 1010 ) × De × s = 0,068 psia

Pressure Drop yang diijinkan pada shell side < 10 psia, maka rancangan memenuhi syarat.

C.17 COOLER 2 (CO-02) Fungsi

: Mendinginkan gas LAB yang keluar dari puncak Stripper

Jenis


Jenis aliran

: Counter Current

Bahan


Jumlah

: 1 buah.

C.17.1. Data •


•

Beban panas kondensor, Qc Qc = 4074820,18 kJ/jam = 3862184,25 Btu/jam

•

Fluida panas (tube) : LAB (bahan yang keluar dari puncak Stripper 2 Laju alir massa, Wa

•

= 5647,68 kg/jam

= 12450,9 lb/jam

T1

o

= 328 C

= 622oF

T2

= 45oC

= 113oF

Fluida dingin (shell side) : Dowtherm A Laju alir massa, Wp

= 12882,96 kg/jam

= 28401,59 lb/jam

t1

= 30oC

= 86oF

t2

= 200oC

= 392,0oF


DUDDY & DEDY



B−158

C.17.2 Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) LMTD = •

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t 1 )]

= 94,8507 oF

[Pers.5.14, Kern]


= (T1 - T2 ) / (t 2 - t 1 )

= 0,601

S

= (t 2 - t 1 ) / (T1 - t 1 )

= 0,950


Koreksi LMTD = LMTD x FT = 72,087oF

C.17.3 Koeffisien Transfer Panas menyeluruh, UD Dari TABLE 11-3 Perry hal 11-25 Typical Overall Heat-Transfer Coefficients untuk fluida dingin dowtherem dan fluida panas parafin,olefin dan H2, harga UD = 80-120 Btu/jam ft2 ºF Asumsi: UD = 120 Btu/jam ft2 oF •


QC U D .LTMD

= 446,48 ft2

•

Tebal tubes minimum, tm tm =


+C


Dimana : tm


Pdesign

= Tekanan desain dalam tubes = 14,7 psia

ODt


F

= Maximum allowable stress untuk bahan SA-213 TP316

Grade

(appendix D,item 4, brownell and Young )

= 17532 psia E


C

= faktor korosi yang diijinkan untuk umur alat 10 tahun


DUDDY & DEDY



B−159

= 0,125 in Maka; •

tm

= 0,1254 in


= 0,134 in

BWG = 10

•

ODt

= 3/4 in

IDt

= 0,482 in

a’t

= 0,182 in2

ao

= 0,1963 ft2/ln ft

Jumlah tube, Nt Direncanakan panjang tubes, L = 20 ft Nt = Α a o .L

= 114 tubes •



n

= 6 - pass


= 118 tubes

IDs

= 15 1/4 in

A = 463,27 ft2 •




DUDDY & DEDY



B−160



IDS .C'.B Pt .144

[Pers. 7.1, Kern]


= 15,25 in 1

B : Baffle spacing (min. /5IDs), B = 0,2.IDs

= 5,1 in

Pt : Pitch

= 1 in


= 0,25 in


Gs =

Ws as

Gs = 108684,7365 lb/jam.ft2

[Pers. 7.2, Kern]


D e .G S µ

[Pers. 7.3, Kern]


[Fig. 28, Kern]


[HYSYS]

Re s = 3344.73



(pada Res)




k




DUDDY & DEDY



B−161

h o φs = 83,72 Btu/ft².jam.ºF Temperatur dinding pipa, tw

o

= tc +

tw


[Pers. 5.31, Kern]

= 338,38 oF Koreksi koefisien perpindahan panas, ho

o

ho φa φa

ho

=

φa

= (µ/µ w) 0.14

pada tw = 338,38oF

•

µw

= 1,9122 lb/ft.hr

φa

= 1,073

ho




o Flow area, at Nt .a t ' ;ft2 144 . n

at =

= 0,0771 ft2

[Pers. 7.48, Kern]


Gt =

Wt at

= 161494,7227 lb/jam.ft2


ID t × G t µ

µ : viskositas pada pada tc = 1/2(t1+t2) = 368 oF µ = 0,953 lb/ft, jam Re t

[Fig. 14, Kern]

= 6808,30

Perpindahan pipa lapisan luar, hi


DUDDY & DEDY



B−162

1

jH . k  Cp . µ  3 hi =   (φ t ) ID t  k  jH = 25


pada tc = 368oF : Cp

= 0,606 Btu/lb.oF

k


[HYSYS] [HYSYS]




[Pers. 6.5, Kern]



•

h io φt

φt

φt

= (µ/µ w) 0.14 = 2

hio





[Pers. 6.37, Kern]

[Pers. 6.38, Kern]

Dirt Factors, Rd Dari Tabel 12, Kern: Rd =


[Pers. 6.13, Kern]

Rd min = 0,001 (Table 12, hal 845, Kern) Rd ≥ 0,001 (rancangan memenuhi) C.17.5 Pressure drop •

Fluida panas dalam Shell


DUDDY & DEDY


∆ PS =


f .G s2 .ID s .( N + 1) 5 , 22 x10 10 .D e .s.φ s

B−163

[Pers. 7.52, Kern]

Dimana: ∆PS


f


N+1


= 33.88 ft

De


= 0.061 ft

s


[HYSYS]

∆PS = 0,33 psi ∆PS < 10 psi (Rancangan memenuhi)

•

Fluida dingin dalam Tubes ∆PT = ∆Pt + ∆Pr ○

f .G 2t .L.n ∆ Pt = 5, 22 x1010.ID t . s . φ t

[Pers. 7.45, Kern]

Dimana : f = 0.00023 (pada Ret )

[Fig. 26, Kern]


= 1

Untuk Gt = 161494,72 lb/jam.ft2, diperoleh; ∆Pr = 0,23 psi ∆PT < 10 psi (Rancangan memenuhi)

C.18 TANGKI PENYIMPAN HEAVY ALKYLAT (T-05) Fungsi : Untuk menyimpan Produk heavy alkylat Jenis : Silinder Tegak berdasar rata dan beratap torispherical Head Tanpa pengaduk (Brownell & Young, hal 3) Bahan : Carbon Steel SA 201 grade A. Jumlah : 1 unit


DUDDY & DEDY



B−164

C.18.1 Data •

Tekanan

= 1 atm

•

Temperatur

= 30 oC.

•

Kebutuhan Heavy

= 406,522 kg/jam

•

Lama penyimpanan

= 7 hari

•

Jumlah

= 1 unit

•

Densitas (ρ)

= 856.39 kg/m3

C.18.2 Volume Tangki, VT Volume n-parafin memenuhi 80% dari volume tangki Massa Heavy untuk 1 unit

•

=

Jumlah Heavy alkilat x 24 jam/hari x Lama penyimpanan Jumlah Unit

=

68,295.75 kg

Volume hevy alkilat, VL = Massa x ρ campuran = 79.749 m3

•

Volume tangki, VT

= 80% Volume parafin = 99.686 m3



HT = 1 IDT

Dimana : IDT


HT

= Tinggi tangki , m

 4V  IDT =  T   π 

1

3

IDT = 1 H = 5.025 m = 197.83 in

o Tekanan hidrostatik, Phidrostatik Phidrostatik

= ρ.HL.g


(g = 9,8 m/dt2) DUDDY & DEDY



B−165

= 33767.90 kgF/m2 = 0,3333 atm o Tekanan Desain, Pdesign Pdesign

= 120% ( P + Phidrostatik) = 1,47 atm = 21.56 psi

o Tebal dinding tangki, t t=


+C


Dimana : t

= tebal tangki , in



F


E


C


t = 0,319 in Diambil tebal standar, t =

7/8 in


= IDT + 2.t

ODT

= 199.58 in

Diambil ukuran standar: ODT Standar = 204 in


DUDDY & DEDY



B−166

IDT Standar = [ODT Standar - 2.t] = 202.5 in

C.18.4. Tinggi Tangki Termasuk Head, HTH •


= 204 in

Diperoleh : icr

= 12 ¼ in

r

= 170 in



9,375in > 9,323 in (memenuhi) W = ¼ (3 + (rc/ri)0,5)


Dimana : W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head, in rc = radius of crown = r ri = inside corner radius = icr W = 1.681 in tH =


+C =

0.293 in

[Pers.7.77,

Brownell]

Diambil tH Standar = 5/16 in •



= 1 ½ in s⁄d 3 in,

dipilih Sf = 1.5 in Untuk menghitung tinggi head digunakan penjelasan pada fig. 5.8, Brownell & Young, hal 87 (Gambar C.1). a

= ID/2


= 101.125 in

DUDDY & DEDY


AB

= a – icr

BC

= r – icr


B−167

= 88.875 in = 157.750 in 2

2 ½

AC

= [ (BC) – (AB) ]

= 130.331 in

b

= r – AC

= 39.669 in

Maka; OA

= tH + Sf + b = 41.841 in = 1.0536 m Tinggi tangki termasuk head,

HTH

= HT + OA = 6.078 m

C.19 TANGKI PENYIMPAN SO3 (Sulfur Trioxide) (T-03) Fungsi : Untuk menyimpan bahan baku SO3 (Sulfur Trioxide) . Jenis : Silinder Tegak berdasar rata dan beratap torispherical Head Tanpa pengaduk (Brownell & Young, hal 3) Bahan : Stainless Steel SA-201 grade A. Jumlah : 2 unit

C.19.1 Data •

Tekanan

= 1 atm

•

Temperatur

= 30 oC.

•

Kebutuhan SO3

= 1.891,743 kg/jam

•

Lama penyimpanan

= 7 hari

•

Jumlah

= 1 unit

•

Densitas (ρ)

= 1875.43 kg/m3

C.19.2 Volume Tangki, VT Volume n-parafin memenuhi 80% dari volume tangki Massa SO3 untuk 2 unit =

Jumlah Produk EDC x 24 jam/hari x Lama penyimpanan Jumlah Unit

= 317812.9 kg


DUDDY & DEDY


•

Volume parafin, VL


= Massa x ρ campuran = 169.461

•

Volume tangki, VT

B−168

m3

= 80% Volume parafin = 211.827 m3



HT = 2 IDT

Dimana : IDT


HT

= Tinggi tangki , m

 4V  IDT =  T   π 

1

3

IDT

= 5.127 m

H

= 10.255 m


(g = 9,8 m/dt2)

= ρ.HL.g = 150,916.67 N/m2 = 1.4894 atm


= 120% ( P + Phidrostatik) = 2.99 atm = 43.91 psi



+C


Dimana : t

= tebal tangki , in




DUDDY & DEDY


F


B−169

= Maximum allowable stress untuk SA-201 grade A (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 13,750 psi

E


C


t = 0,604 in Diambil tebal standar, t

=

7/8 in


= IDT + 2.t

ODT

= 203.62 in

Diambil ukuran standar: ODT Standar = 204 in IDT Standar = [ODT Standar - 2.t] = 202.25 in



= 204 in

Diperoleh : icr

= 12.25

r

= 170 in

in

Syarat penggunaan torispherical head: icr > 6%.IDT 12.25 in > 12.135 in (memenuhi) W = ¼ (3 + (rc/ri)0,5)



Dimana : INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−170

W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head, in rc = radius of crown = r ri = inside corner radius = icr W = 1,681 in tH =


+ C = 0,591 in

Diambil tH Standar =

•


5/8 in



= 1 ½ in s⁄d 3 ½ in,

dipilih Sf = 1.5 in Untuk menghitung tinggi head digunakan penjelasan pada fig. 5.8, Brownell & Young, hal 87 (Gambar C.1). a

= ID/2

= 101.125 in

AB

= a – icr

= 88.875 in

BC

= r – icr

= 157.750 in

AC

= [ (BC)2 – (AB)2 ]½ = 130.331 in

b

= r – AC

= 39.669 in

Maka; OA

= tH + Sf + b = 41.794 in = 1.0616 mm

Tinggi tangki termasuk head, HTH

= HT + OA = 11.316 m


DUDDY & DEDY



B−171

C.20. VAPORIZER (V-01) Fungsi : untuk menguapkan SO3 dan menaikan temperatur dari 30oC menjadi 45oC Jenis : Double Pipe Heat Exchanger Bahan : Stainless Steel SA-167 Grade 11 tipe 316 Jumlah : 1 buah.

C.20.1. Data •


•

Beban panas vaporizer, Qv Qv = 53078,06352 kJ/jam = 50308,2962 Btu/jam

Fluida panas (pipe) Laju alir massa, Wa

•

: uap Dowtherm A = 583,567 kg/jam

= 1286,5428 lb/jam

T1

= 510 oC

= 950 oF

T2

= 470oC

= 878 oF

Fluida dingin (annulus) : bahan yang keluar dari puncak Stripper Laju alir massa, Wp

= 1891,74 kg/jam

= 4170,58 lb/jam

t1

= 30.0 oC

= 86oF

t2

= 45.0oC

= 113.0oF

C.20.2. Logaritmic Mean Temperature Difference (LMTD) LMTD =

(Τ1 − t 2 ) − (Τ2−t1 ) ln [(Τ1 − t 2 ) / (Τ2 − t1 )]

= 814.29278 oF

[Pers.5.14, Kern]

C.20.3. Pemilihan Standar annulus-inner pipe Aliran yang dipakai adalah counter current. •

Fitting Dari tabel 6.1, Kern dipilih : annulus

: IPS = 1 in

inner pipe : IPS = 1/2 in •

Dimensi Double Pipe Heat Exchanger INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−172

Dari tabel 11, Kern diperoleh: o annulus IPS

=1

SN

= 40

IDa

= 1,049 in

ODa

= 1,320 in

o inner pipe IPS

= 1/2

SN

= 40

IDp

= 0,62 in

ODp

= 0,84 in

C.20.4. Faktor Kekotoran, Rd •

Anulus : SO3 o Flow area,aa 2 2 aa = π ( D 2 − D 1 )

D1

D1 = ODp/12 = 0,0700 ft D2 = IDa/12 = 0,0874 ft aa = 0,002 ft2 o Diameter ekivalen, De (D2 − D1 ) D1 2

De

=

2

[Pers. 6.3, Kern]

= 0,0392 ft

o Mass velocity, Ga Ga

=

Wa aa

= 1937807.1352 lb/ft2.jam

o Bilangan Reynolds, Rea Rea

=

D e .G a µ

pada tc = 1/2(T1+T2) INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−173

= 99,5 oF µ = 0,2471 lb/ft,jam Rea

[hysys ]

= 307197,79

o Koefisien perpindahan panas fluida, ho k  Cp × µ  ho = jH D e  k  · jH = 315

1

3

φa

[Pers. 6.15b, Kern]

(pada Rea)

[Fig, 24, Kern] o

Dari Hysys Pada Tc = 99,5000 F diperoleh : Cp

= 1,2000 Btu/lb.oF

k


[Fig. 2, Kern] [Tabel 4, Kern]

ho φa = 6912,9767 Btu/jam.ft.oF o Temperatur dinding pipa, tw tw

= tc +

ho φa (Tc − t c ) (hio φp ) + (ho φa )

[Pers. 5.31, Kern]

= 112,5 oF o Koreksi koefisien perpindahan panas, ho

ho φa φa

ho

=

φa

= (µ/µ w) 0.14

pada tw = 112,5 oF

•

µw

= 0,124 lb/ft.hr

φa

= 1,00

ho


[Hysys]

Inner pipe : uap Dowthrem A o Flow area, ap D = IDp/12 = 0,115 ft ap

=

πD 2 = 0,0021 ft 4

o Mass velocity, Gp INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


Gp

=


B−174

Wp ap

= 610009,1062 lb/ft.jam o Bilangan Reynold, Rep Rep = pada

D.G p µ Tc = 1/2(t1+t2) = 99,5 oF µ = 9,7381 lb/ft,jam


Rep = 3246.9240 o Koefisien perpindahan panas fluida, hi hi

k  Cp × µ  = jH D  k  jH = 67

1

3

φp

[Pers. 6.15a, Kern]

(pada Rea)

[Fig. 24, Kern]

Pada Tc = 99,5 oF : Cp = 0,682 Btu/lb.oF k = 0,0410 Btu/ft².jam(ºF/ft) hi


o Koefisien perpindahan pipa lapisan luar, hio h io φp

=

hi ID × φp OD

[Pers. 6.5, Kern]


o Koreksi koefisien perpindahan panas, hio h io φp φp

hio

=

φp

= [µ/µ w] 0.14

pada tw = 872,12 oF µ w = 0,214 lb/ft.hr


φp = 1

hio = 192,6782 Btu/jam.ft.oF INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


•


B−175

Clean Overall Coeffisien, Uc UC =


[Pers. 6.7, Kern]

= 141,1771 Btu/jam.ft2.oF •

Overall Design Coeffisien, UD 1 1 = + Rd UD UC

[Pers. 6.10, Kern]

Dari Tabel 12, Kern: Rd Dowtherm A


Rd organik vapour


Rd = 0,001 + 0,0005 = 0,0025 ft².jam.ºF/Btu UD = 110,0921 Btu/jam.ft2.oF •

Luas permukaan perpindahan panas, A A=

Qc U D .LMTD

= 0,5612 ft2 •

Luas permukaan perpindahan panas aktual, Aact A act = L act .a o Tabel 11, Kern untuk 2 in IPS standar pipe ao= 0,344 ft2/lin ft

o Jumlah Hairpin Hairpin =

L' 2L

Direncanakan panjang 1 unit hairpin, L = 6 ft/hairpin L’

= Panjang total pipa, lin ft

=

A ao

= 0.6313 lin ft Jumlah Hairpin = 0,1359 ≈ 1

o Panjang total pipa aktual ,Lact L act = Hairpin.2L = 12 ft Aact = 4,13 ft2


DUDDY & DEDY


•


B−176

Koefisien design overall aktual, UD act UD act =

Qc Aact × LMTD

= 14,9665 Btu/jam.ft2.oF •

Maka, faktor kekotoran :

Rd =

U C − U D act

[Pers. 6.13, Kern]

U C .U D act


C.20.5. Pressure Drop •

Annulus ∆Pa =

(∆Fa + ∆Ft )ρ 144

o Diameter ekivalen, De’ De’ = D2 – D1

[Pers. 6.4, Kern]

= 0,0174 ft

o Bilangan Reynolds, Rea’ Re'a =

D'e .G a = 136604.6300 µ

o Faktor friksi, f f = 0.0035 +

0.264

 ' G  D e ×  µ 

0.42

= 0,0001

[Re>2000 ;Pers. 3.47 b, Kern]

o Velocity Head pada annulus, ∆Fa

4 × f × Ga × L 2

∆Fa = g

2 g × Densi 2 × De

[Pers. 6.14, Kern]

= 32,3 ft/jam2

Densi = 62.5000 ft/detik2

∆Fa = 6,4405 ft


DUDDY & DEDY



B−177

o Linear velocity, V V=

Ga 3600 × ρ

= 8,6125 ft/dtk o Velocity Head, ∆Ft  V2   = 3,4553453 ft ∆Ft = Hairpin   2 g '   Maka pressure drop pada annulus :

∆Pa

= 4,2951 psi

∆Pa < 10 psi (rancangan memenuhi) •

Inner pipe ∆Pp =

(∆F )ρ p

144

o Faktor Friksi, f f = 0.0035 +

0.264  D. G  µ 

0.42

[Re>2000 ;Pers. 3.47 b, Kern]

 D. G  = Re p µ  = 3246,9240 f = 0,0036 Velocity head pada inner pipe, ∆Fp Re

= 3246,9240 4 × f × Gp × L 2

∆F p = ∆Fp

2 g × densi × ID p

[Pers. 3.45, Kern]

= 16,4841 ft

Maka pressure drop pada inner pipe : ∆Pp = 8,8001 psi ∆Pp < 10 psi (rancangan memenuhi)


DUDDY & DEDY



B−178

C.21 SEPARATOR-02 (S-02) Fungsi : Memisahkan campuran gas-cair yang keluar dari Reaktor Sulfonasi. Jenis : Vertical Drum Vessel Bahan : Stainless Steel SA-167 Grade 11 tipe 316

C.21.1 Data •

Tekanan operasi

•

Temperatur

= 1 atm = 45 oC

Komponen

Massa

fraksi

Densitas

Densitas campuran

HLAS

7393.842

0.9909

840.70

833.01

LAB sisa

68.278

0.0091

836.93

7.66

Total

7462.120

1.000

840.668


Densitas cairan

840.67 kg/m3

2. pada kondisi operasi T = Komponen

Densitas

SO3 uap

3.067

Densitas uap 3.0666 kg/m3

C.21.2 Penentuan Laju alir Volumetrik Cairan dan Uap 1. Laju alir volumetrik cairan Qliq =

Mlig

Qliq =

7462,120 840,668

ρlig

= 8.8764 m3/jam = 1.4794 m3/mnt 2. Laju alir volumetrik uap


DUDDY & DEDY


Qliq =

Muap

Qliq =

77,303 3,066


B−179

ρuap

= 25,208 m3/jam = 0.420 m3/mnt

C.21.3 Penentuan Volume Separator 1. Volume cairan dalam 1 menit Volume cairan (Vlig)

= 1,479 m3

Volme uap (Vuap)

= 0,420 m3

2. Volume vessel = Vlig + Vuap = 1.8995 m3 x 1.2 (faktor keamanan 20 %) = 2.279 Untuk vessel vertikal gas-cair P = 0-250 psi, H = 3D V = 1/4 x 3.14 x D^2 x H Dt3 = 1.1066 / (1/4 x 3,14 x 3) = 0,9679 m3 Dt

= 0,989 m = 38,944 in

r = D/2 = 19,472 in = 0,494 in P hidrostatik = hcairan x densitas x g = 15867.5100 N/m2 x (0.986923 atm/ 105 N/m2) = 0.1566 atm Pdesign

= Poperasi + Phidrostatik = 1.1566 atm x (14.69595 psi/ 1 atm) = 16.9973

H = 3D = 2,967 m INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−180

= 116,833 in

3. Penentuan ketinggian ruang cair dan uap Hi =

Vlig 1 / 4 xπ D 2

Hv = H – HI

Dimana :

HI

= Ketinggian ruang cair

Hv

= Ketinggian ruang uap

HI

= 1.9260 m

Hv

= 2.9676 -1.9260 1.0416 m

C.21.4 Penentuan tebal dinding vessel Pdesign rc . W

tH =

2f .E - 0,2 Pdesign

+C


Dimana : P

= 16.9973 psi x 1.2 (faktor keamanan 20 %) 20,3968 psi

r

= D/2 = 0.4946 m 19.4722 in

f

= 13750

psi --> untuk carbon steel SA-285 grade C

E


C

=

maka t =

0,2000

0,2361 in


Dipilih t = 5/16 in

DUDDY & DEDY



B−181

C.21.5 Menentukan Dimensi Head Vessel 1. Bentuk torispherical head Diketahui

P=

20.3968 psi

f=

13750 psi

E=

0,8

C=

0,20

OD = ID + 2t = 39,569 in = 1,0051 m Dipilih OD = 72 in 1,828 m

Dipilih ID = 71.3750 in = 1.813 m Icr =

4 3/8

r =

72

w = 0,25 x [3 + (r / icr)0,5] 1,7642 th = (P x r x w ) / ( (2 x f x E)- (0,2 x P) ) 0,3178 in

dipilih th = 0,375 in * Tinggi Head, OA Berdasarkan tabel 5.8, Brownell & Young, hal 93, untuk th = 3/8 in Harga standard straight flange(Sf) = 1,5 s.d. 3,5 in,dipilih Sf = 2 a

= ID/2 = 35,688 in

AB = ID/2 - icr = 31,313 in BC = r - icr = 67,625 in INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−182

AC = (BC2-AB2)1/2 = 59,939 in b

= r - AC = 12,061 in

OA = th + b + Sf

= 14,436 in = 0,367 m

6, Tinggi Tangki, termasuk tinggi head dan bottom Ht = H + OA = 3,33 m

C.22 KOMPRESOR 2 (K-02) Fungsi : mengalirkan SO3 gas dari Vaporizer ke mixer Jenis

: single stage isothermal compressor

C.22.1 Data T masuk

= 45oC

Laju alir masuk, m

= 1891.7434 kg/jam = 4166.8356 lb/jam

Tekanan masuk kompresor, P1 Tekanan keluar kompresor, P2

= 1 atm = 2116.1170 lb/ft2 =1 atm = 2116.170 lb/ft2

C.22.2 Kecepatan Volumetrik Umpan, Qf Qf

=

m ρ

= 1185550.1733 ft3/jam = 19759.1696 ft3/menit = 329.3195 ft3/dtk

C.22.3 Rasio Kompresor per- Stage, π Direncanakan memakai single stage compressor, n = 1 stage


DUDDY & DEDY


 P  π=  2   P1  Stage ke-

1


B−183

n

=1 P2 (atm)

I

1,00

P2 (lb/ft2) 2.116,117

Untuk menjaga agar temperatur keluar tetap maka digunakan kompresor isothermal

C.22.4 Menghitung temperatur keluar kompressor Data : T masuk (T1) = 45 oC Pmasuk (P1) = 1 atm Pkeluar (P2) = 1 atm Cp

= 1029,713 kj/kmol

K = Cp / ( Cp - R ) K = 1029,7125 / (1029,7125 – 8,314) K = 1,0081 T2

= T1 x (P2/P1) ((k-1)/(k*n))

Dimana, n = jumlah stage = 1 T2

= 318 K = 45oC

C.22.5 Daya Kompresor, P

3,03×10 -5 × k× Ns Hp = ×P1 ×Q× k -1

p2 p1

(k-1) / (k×Ns ).

-1

= 76,1721 ≈ 76 HP Di ambil pompa yang biasa di jual dipasaran dengan daya = 76 HP


DUDDY & DEDY



B−184

C.23. POMPA - 01 (P-01) Fungsi : Memompa Benzene dari tangki penampung (T-02) ke reaktor alkylasi (R-02) Jenis : Pompa sentrifugal Data : Densitas, ρ

: 458.7910 kg/m3 = 28.6411lb/ft3

Viskositas, µ

: 0,0057 cp

Laju alir massa, m : 20.785,677 kg/jam = 45.824,101 lb/jam

Penentuan Ukuran Pipa Laju alir Qf : Qf =

m

ρ

= 1599,943 ft3/jam

Aliran diasumsikan turbulen (Peters, pers.13-15, hal.496) : ID optimum

= 3,9 x Qf 0,45 x ρ 0,13 = 4,2 inci

Pemilihan spesifikasi pipa (Peters, tabel 13, hal.888) : Ukuran pipa nominal : 6 inci Schedule number

: 40

OD

: 6,625 inci

ID

: 6,065 inci

Ao

: 28,9 in2

Luas bagian dalam penampang pipa (A) A =1/4 x π x ID2

: 0,201 ft2

Kecepatan linier fluida (v) V = Qf / A = 2,216 ft/detik Menentukan faktor friksi (f) Bilangan reynold, Re NRe

=

ρ x v xID µ


DUDDY & DEDY



B−185

= 8390082.1522 NRe > 2100.000 maka alirannya adalah turbulen. Dari Peters, fig 14-1, untuk commercial steel, dengan NRe = 8.390.082,1522 ε/D = 0,0003 Dari Peters, fig 14-1, diperoleh faktor friksi (f) = 0,015

Menentukan sistem Pemipaan Panjang pipa lurus diperkirakan 10 m = 32,8084ft (termasuk Le globe valve) • Standar ekbow 90º

= 0 buah

• Globe valve yang digunakan = 0 buah • Gate valve yang digunakan

= 2 buah

Dari fig. 127, Brown, hal.141, diperoleh panjang ekivalen (Le) : • Panjang elbow

= 0 ft

• Globe valve

= 0 ft

• Gate valve

= 3,5 ft

Total panjang pipa = L + Σle = 39,808 ft

= 12,133 m

Menentukan Friction Head (F) F=

f x L x v2 2 xgcxID

Dimana : f

: Faktor friksi

= 0,015

L

: Panjang pipa total

= 39,81 ft

V

: Kecepatan linier fluida

= 2,2163 ft/detik

ID

: Diameter dalam pipa = 0.5054 ft

gc

: 32,174 lbm.ft/lbf.detik2

maka : F = 0,0902 ft.lbf/lbm


DUDDY & DEDY



B−186

Menentukan Head Pompa (w) Persamaan Bernoulli : ∆P

W=

ρ

+

∆Z .g ∆v 2 + +F gc 2 gc

Dimana : W

: Head pompa (ft.lbf/lbm)

∆P/ ρ

: Pressure head (ft.lbf/lbm)

∆Z(g/gc)

: Potensial head (ft.lbf/lbm)

∆v2 / 2gc

: Velocity head (ft.lbf/lbm)

F

: Friction head (ft.lbf/lbm) •

Penentuan Pressure head P1 = 1 atm

=14,7 lbf/in2

P2 = 1 atm

= 14.7 lbf/in2

∆P = P2 − P1

=0

Maka Pressure head = ∆P/ ρ •

Beda ketinggian Diasumsikan Z = 0 m = 0 ft2 Maka Potensial head = ∆Zg/ gc = 0

•

Velocity head ∆V2 / 2gc = (V2-V1) / 2gc = 0,0763 ft.lbf/lbm

Dari persamaan Bernoulli, maka : W

= 0.1665 ft.lbf/lbm

Menentukan Daya Pompa (BHP) Daya fluida (Hp) = w x ρ x Qf 550 Dimana : W

= Head pompa

= 0,1665 ft.lbf/lbm

ρ

= Densitas fluida

= 458,791 lbm/ft3

Qf

= Laju alir volumetrik = 1599,943 ft3/jam

Maka : INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY



B−187

Daya fluida = 0,3854 Hp Dari fig. 14-36, Peters, untuk kapasitas 4,7088 gpm, diperoleh ηpompa = 50% Maka : Daya pompa (BHP)

= daya fluida / ηpompa = 0,3854 / 50 % = 0,4941 Hp

Dari fig.14-38, Peters, untuk BHP = 0,4941 Hp diperoleh efisiensi motor ηmotor = 81% Maka : Daya motor = 0,4888 /0,88 = 0,6176 Hp Untuk memenuhi kebutuhan digunakan daya 1 Hp.

Catatan : Hasil perhitungan pompa lain dapat dilihat pada tabel di halaman selanjutnya.


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS

D.1 Kebutuhan Dowtherm A Sebagai Pemanas Pemanas yang digunakan pada pabrik ini adalah uap dowtherm jenis A yang mampu memanaskankan bahan di atas 257 oC namun dalam pabrik ini pemakain digunakan dengan suhu awal 500 oC dan suhu keluaran bervariasi. pemakaian uap dowterm A ini digunakan karna alsan steam biasa yang berasal dari air tidaklah bisa memanaskan bahan pada suhu lebih dari 300 oC. Tabel D.1. Kebutuhan Dowtherm A sebagai pemanas

No

Kebutuahan Kebutuahan (Kg/jam)

(lb/jam)

Total Beban

Total Beban

pemanas

pemanas

Suhu

(Kj/jam)

(BTU/jam)

(oC)

Heater I

66.285,81

146.135,02 6.028.997,76 5.714.387,17 143,37

Heater II

6.365,06

14.032,54

207.836,00

196.990,52

140

Vaporizer

583,57

1.286,54

53.078,06

50.308,30

45

Reboiler ST - 01 101.959,55 224.782,06 9.273.687,52 8.789.759,61 241.31 Reboiler ST - 02 75.868,18

167.260,50 6.900.557,99 6.540.466,86 348.60

Reboiler ST - 03 10.495,11

23.137,74

R-dehydrogenasi 44.558,94

98.235,54

Total

954.578,70

904.766,02

4.251.874,82 4.029.999,66

306.116,22 674869,94 27.670.610,86 26.226.678,14

Dowtherm A yang dibutuhkan sebagai pemanas = 306.116,220 kg/jam

349.09 465,5

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

2

1. Penentuan kebutuhan Dowtherm A sebagai pemanas Dowtherm A umpan masuk pada suhu 30oC, maka densitas = 1.054,200 kg/m3 Volume Uap Dowtherm A yang dibutuhkan =

=

masa dowthermA densitas dowthermA 306.116,220 Kg jam 1.054,200 Kg m3

= 290,378 m3/jam

Keterangan : Dowtherm A yang digunakan sebagai pemanas, tidak mengalami % kehilangan pemakaian selama bebarapa tahun, hal ini disebabakan karna

dowtherm A bekerja pada sistem tertutup namun diasumsikan % kehilangan per 5 tahun sebesar 0,005 % hal ini disebabkan untuk menghindari % kebocoran pada pipa yang sewaktu-waktu dapat terjadi karena faktor friksi, umur alat, dll.

Dowtherm A akan di-recycle ke furnace secara kontinyu sehabis mengalami pemakaian pada unit – unit proses, karena itu kebutuhan dowtherm A tetap dan diperkirakan dapat dipakai selama 5 tahun kebutuhan dowtherm untuk proses pemanasan per lima tahaun = 306116 Kg/5 tahun

Kebutuhan dowtherm A untuk make up pada pemanas diperkirakan bahwa jumlah kehilangan Dowtherm A adalah 0,005% perlima tahun. Jadi dowtherm A yang harus di make Up adalah Wb

= 0,005% x massa Dowtherm A = 0,0005 x 306.116,220 kg/5 thn = 153,058 kg/5 tahun

Total kebutuhan dowtherm = 306.116,220 + 153,058 = 306.269,28 kg/jam


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

3

Dengan memperhitungkan faktor keamanan 10 %, maka total kebutuhan dowtherm A sebagai pemanas = 336.896,21 kg/5 tahun Untuk selanjutnya Total kebutuhan dowtherm A hanya untuk make up saja di beli perlima tahun yaitu sebesar 153,058 Kg/5 tahun. Untuk memanaskan kebutuhan dowtherm A diatas dipenuhi dari Furnace, dengan jumlah Dowtherm A sebesar = 306.116,220 kg/jam = 674.870,699 lb/jam.

2. Kebutuhan Bahan Bakar Fuel gas berupa solar Beban bahan bakar (Q) = 26.226.678,137 BTU/jam Massa bahan bakar

=

Q η x Hv

dimana Hv (Heating valve solar)

= 19920 Btu/lb (Wallas 213)

ή ( Efisiensi Pembakaran)

= 0,75

Densitas solar

= 850 kg/m3

Jadi massa bahan bakar (solar) =

26.226.678,137 0.75 x 19920

= 1.607,027 lb/jam = 728,94 kg/jam = 0,9 m3 / jam = 858 liter /jam

D.2 Kebutuhan Dowtherm A Sebagai Pendingin Pendingin yang digunakan pada pabrik ini adalah dowtherm jenis A yang mampu mendinginkan bahan dari 15 sampai 400 oC namun dalam pabrik ini pemakain digunakan dengan suhu awal 30oC dan suhu akhir bervariasi maksimal 200 oC. pemakaian dowterm A ini digunakan karna alasan air biasa tidaklah bisa mendinginkan bahan pada suhu lebih dari 100

o

C, andaipun bisa pasti

memerlukan jumlah air sangat besar.


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

4

Tabel D.2.. Dowtherm A Sebagai Pendingin

No

Kebutuahan Kebutuahan (Kg/jam)

(lb/jam)

Beban

Beban

pendingin

pendingin

Suhu

(Kj/jam)

(BTU/jam)

(oC)

R-Sulfonasi

408.285,38 900.114,12 7.089.909,64 6.719.937,59

45

R-Alkyalsi

116.062,45 255.873,61 4.050.892,88 3.839.505,54

140

26.971,13

59.461,09 8.530.841,13 8.085.677,10

206

53.660,76

118.301,59 8.696.017,26 8.242.233,86

324,96

CsC Cooler - 01

12.882,96 28.402,04 407.4820,18 3.862.184,25 220,96 Cooler - 02 Kondensor ST 18.446,40 40.667,29 1.632.309,91 1.547.131,25 82,82 01 Kondensor ST 40.289,74 88.823,56 7.284.808,62 6.904.666,18 220,96 02 Kondensor ST 10.495,11 23.137,74 954.578,70 904.766,02 324,96 03 Total 687.093,94 1514.781,04 42.314.178,3 40.106.101,79

1. Penentuan kebutuhan Dowtherm A Total kebutuhan Dowtherm A adalah = 687094 kg/jam Dowtherm A umpan masuk pada suhu 30oC, maka densitas = 1.051,6 kg/m3 Volume Dowtherm A yang dibutuhkan = 653 m3/jam Untuk mendinginkan kembali bahan Dowtherm A yang sudah terpakai akibat pemakain pada alat proses dari temperatur tinggi ke temperatur rendah digunakan suatu alat Refrigeration system. Diamana system ini akan bekerja pada saat Dowtherm A yang sudah terpakai masuk kedalam suatu alat exspander untuk menurunkan tekanan dari Dowtherm A bahan keluar dari Exspander berupa uapcair kemudian untuk memperoleh keadaan uap total disempurnakan oleh Evaporator. Bahan keluar dari Evaporator adalah sama dengan beban yang ditanggung pendingin, sehingga ini akan mempengaruhi kerja kompresor

Pemakain bahan untuk mendinginkan Dowtherm A digunakan Ammonia (R-717) dengan batasan COP yang di ijinkan adalah dari 4 – 8 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

5

Menetukan Kerja kompresor Menentukan COP =

Qc W

(Pers 9.5 smith Van Ness)

Dimana Qc = Beban kompresor = H2 – H1 W = Kerja kopresor = H3 – H2 Beban pendingin (Qc)

= 40.106.101,790 BTU/jam

Asumsi COP yang diambil

= 7,20

(1

BTU/jam )

= 0,00003927 Hp Qc Maka Kerja kompresor (W) = COP =

40.106.101,790 7,20

= 5.570.291,915 BTU / jam = 218,73 Hp Mencari kecepatan Volumetrik Qf =

G

ρ

Dimana: Qf = kecepatan volumetrik (ft3/dtk) G = laju alir massa (lb/jam) ρ = Densitas (lb/ft3) Dowtherm A Pada 200 oC ρDowtherm A


= 894,19 kg/m3 = 55,82 lb/ ft3

Laju alir massa (G)

= 687.093,94 kg/jam = 1.514.767,30 lb/jam

maka INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

Qf =

LD

6

1.514.767,30 55,82

= 27.135,55 ft3/jam = 27.135,55 ft3/detik = 3.383,13 gpm

Dari fig 14-37,Peters,hal 520, untuk Q = 27031,488 gpm diperoleh : Efisiensi motor = 80% W

= 42.286.307,259 (BTU/jam) = 42.286.307,259 x 0,000039267 Hp = 218,73 Hp

Efisiensi kompresor sebesar

= 80% =

Maka Broke Horse Power (BHP)

218,73 80%

= 273,41 Hp

Maka daya motor yang sebenarnya Efisiensi motor sebesar (BHP/effisiensi)

=

= 80 %

273,41 80%

= 342 Hp

Asumsi COP yang diambil berdasarkan daya kompresor yang dinginkan, semakin tinggi COP maka kerja komperosr semakin rendah itu artinya daya yang di[erlukan semakin kecil, begitu juga sebaliknya. Refigeran yang dipilih adalah refrigran Ammonia (R-717).

Kebutuhan dowtherm A untuk make up pada pendingin diperkirakan bahwa jumlah kehilangan Dowtherm A adalah 0,005 % perlima tahun

Jadi dowtherm A yang harus di make Up untuk pendingin adalah Wb

= 0,005 % x massa Dowtherm A = 0,0005 x 687.093,941 kg/5 thn


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

7

= 34,355 kg/5 tahun Total kebutuhan dowtherm = 687.128,295

kg/jam

Dengan memperhitungkan faktor keamanan 10 % maka total kebutuhan dowtherm A untuk Pendingin = 755841 kg/5 tahun

Total Kebutuhan dowtherm A 1. Total make up untuk dowtherm A pada tangki Diperkirakan bahwa jumlah kehilangan Dowtherm A adalah 5%, Jadi dowtherm A yang harus di make Up baik untuk pendingin maupun pemanas Wb

= 153,058 + 34,355 = 187,413 kg/5 tahun

2. Total kebutuhan dowtherm A untuk pemanas dan pendingin sebesar pada unit proses sebesar = 1.092.737,33 kg /5 tahun = 136.556,00 lt/5 tahun

D.3 Unit Pengolahan Air D.3.1 Kebutuhan Air Keseluruhan A. Kebutuhan Air Domestik Menurut standar WHO, kebutuhan air untuk satu orang kurang lebih sebanyak 150 liter/hari. Jumlah karyawan yang direncanakan untuk pabrik ini sebanyak 242 orang, maka kebutuhan air domestik untuk karyawan adalah : 242 orang x 150

liter / hari = 36300 liter/hari orang = 36,46 m3/hari

Sedangkan untuk kebutuhan laboratorium diperkirakan sebesar 18 m3/hari Jadi total kebutuhan air domestik

= 36,46 + 18 m3/hari = 54,46 m3/hari

Densitas air pada 30oC

= 995,650 kg/m3

Berat air domestik total

= 54,46 m3/hari x 995,650 kg/m3


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

8

= 2.259,20 kg/jam

Faktor keamanan

= 20%

Jumlah air dimestik yang disediakan = 1,2 x 2.259,20 kg/jam = 2.711,04 kg/jam = 2,74 m3/jam

B. Unit Pengolahan air Tabel.D.3. Total Kebutuhan air Jenis

No 1

Air domestik

2

Air proses pada Stabilizer wather Total

Start Up

Kontinyu

(kg/jam)

(kg/jam)

2.711,04

2.711,04 51,79

2.711,04

2.762,83

Volume air yang harus diolah setelah operasi berjalan kontinyu adalah 2.762,833 = kg/jam 995,650 = 2,78 m3/jam

Dengan faktor keamanan 12%, maka air yang disediakan = 1,2 x 2.762,833 m3/jam = 3.315,400 m3/jam = 3,33 m3/jam

Dengan konversi sebesar 95% pada masing-masing bak presedimentasi, bak koagulasi, bak sedimentasi dan bak filtrasi, maka jumlah air sungai yang diolah sebanyak

= 3,33 m3/jam 0,954 = 4,088 m3/jam


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

9

D.2.2 Spesifikasi Peralatan di Unit Utilitas 1. Screen (SC – 01) Fungsi

: Menyaring kotoran-kotoran yang berukuran besar seperti sampah, ranting pohon, plastik, dan material lain yang terbawa aliran sungai.

Ukuran

:2x3m

Bahan Konstruksi

: Besi

Diameter lubang saringan

: 1.000 cm

= 28,26 m2

Luas

= 304,17 ft2

2. Reservoir (RV – 01) Fungsi

: Menampung air sungai yang sudah disaring

Bentuk


Bahan Konstruksi

: Beton

Waktu tinggal

: 12 jam

Volume air

= 3,3301 / (0,95)3 x 12 = 49,0612 m3

Dengan over design

= 20 %, maka :

Volume tangki = 61,33 m3

V = P x L x T, dimana: P : L: T = 3 : 2 : 1 V = 2 x T x T x 3 x T =6 x T3 61.33 = 6 x T3 T = 2,170 m L=2xT = 4,340 m P=3xT = 6,511 m Luas permukaan = 28,258 m2

3. Bak Pengadukan Cepat (BPC - 01) Fungsi

: Menggumpalkan partikel-partikel yang terdapat dalam air INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

10

sungai dengan penambahan koagulan Bentuk


Bahan Konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 20 menit - 1 jam (Powel, Water Condition For Industry) Diambil : 40 menit = 2/3 jam

Volume yang akan ditampung selama 40 menit Volume air

= 3,330 / (0,95)3 x 12 = 4,088 m3

Volume bak dengan faktor keamanan 20% = 1,2 x 4,088 m3/hari = 5,1105 m3/hari Dimana :

V = PxLxT

Dengan :

P:L:T = 3:2:1

V

= 6 T3

5,1105 T

= 6 T3 = 0.9479 m

Maka : P

= 2,844 m

L

= 1,419 m

T

= 1,896 m

Kebutuhan koagulan : Jenis koagulan

: Al2(SO4)3

Kadar Al2(SO4)3

: 50 – 70 mg/liter

Diambil

: 60 mg/liter

Jumlah air yang diolah

: 4,0884 m3/jam

Kebutuhan Al2(SO4)3

: 0,245 kg/jam


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

11

4. Bak Pengendapan I (BP - 01) Fungsi : Mengendapkan kotoran-kotoran sesusai dari Bak Pengadukan Cepat Bentuk


Bahan Konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 2 - 6 jam

(Powel, Water Condition For Industry)

Diambil : 4 jam Volume yang akan ditampung selama 4 jam = 3,330 m3/jam x 0,95 x 4 jam = 15,536 m3 Volume bak dengan faktor keamanan 20% = 1,2 x 15,536 m3/hari = 18,643 m3/hari Dimana :

V=PxLxT

Dengan : Kedalaman bak ( T ) = 12 - 20 ft


Diambil = 10 ft = 3,048 m P/L

= 1- 2,5


Diambil = 1,5 Maka : A

= V T A

= 18,643 m3 =

6,116 m2

3,048 m = P xL = 1,5 x L x L = 1,5 L2

6,116

= 1,5 L2

L

= 2,019 m

P

= 1,5 L = 3,029 m

5. Bak Pengendapan II (BP - 02) Fungsi

: Mengendapkan kotoran-kotoran yang yang lebih halus partikelnya, yang tidak terendapkan pada bak sebelumnya.

Bentuk


Jumlah

: 4 unit INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

Waktu tinggal

LD

: 2 - 6 jam

12


Diambil : 4 jam

Volume air yang ditampung selama 4 jam

= 3,330 m3/jam x 0,952 x 4 jam = 14,759 m3

Volume bak dengan faktor keamanan 20% = 1.2 x 14,759 m3/hari = 17,711 m3/hari

Dimana :

V=PxLxT

Dengan : Kedalaman bak ( T ) = 12 - 20 ft


Diambil = 10 ft (3,048 m)

P/L

= 1- 2,5


Diambil = 2

Maka : A

= V T A

= 17,711 m

= 5,811 m2

3,048 m = P xL = 2 x Lx L = 2 L2

5,811

= 2 L2

L

= 1,705 m

P

= 2L = 3,409 m

6. Tangki Filtrasi (TF - 01) Fungsi : Menyaring partikel-partikel yang masih tersisa dalam air yang berasal dari bak pengendap II. Bentuk


Bahan konstruksi

: Carbon steel SA 283 grade C

Jumlah

: 1 unit INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

Media penyaring

LD

13

: pasir dan kerikil

Laju Volumetrik air sungai yang akan disaring = 3,330 m3/jam x 0.951 = 3,5053 m3/jam = 15,4335 gpm Kecepatan penyaringan = 15 - 30 gpm/ft2 (Powel, Water Condition For Industry) Diambil kecepatan penyaringan = 20 gpm/ft2

Maka : Luas penampang tangki filtrasi ( A ) = 15,4335 gpm 20 gpm/ft2 = 0,7717 ft2 = 0,0452 m2 Diameter tangki ( D ) = (

4 x A )0.5 = 0,3022 m 3,14

Komposisi ketebalan lapisan media penyaring : Pasir : 12 - 20 in

Diambil : 15 in

= 0,381 m

Kerikil : 20 - 40 in

Diambil : 30 in

= 0,762 m

Maka tinggi lapisan media penyaring (tebal bed)

= 1,143 m

Diasumsikan tinggi bed

= 3 x tinggi tangki penyaring

Maka tinggi tangki penyaring

= 3 x 1,143 m = 3,4290 m

Tebal tangki (tu) =

PxD +C 2f x E - 1,2P

Dimana : P

= Tekanan perancangan (faktor keamanan 20%) = 17.640 psi INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

D

= Diameter tangki

= 0,3022 m = 11,897 in

E

= Efisiensi sambungan

= 0,8

f

= Maximum allowable strees = 12650 psi

C

= faktor korosi

14

= 0,015 in/tahun x 10 tahun = 0,150 in

Maka, tu,= 0,188 in (Dipakai tenal standart 0,312 m)

7. Bak Penampungan Air Bersih (BAB - 01) Fungsi

: Menampung air bersih yang keluar dari tangki filtrasi

Bentuk


Bahan konstruksi

: Beton

Jumlah

: 1 unit

Waktu tinggal

: 1 jam

Volume air yang ditampung selama 4 jam

= 3,330 m3

Volume bak dengan faktor keamanan 20% = 1,2 x 3,330 m3 = 4,162 m3

Dimana : Dengan :

V

= PxLxT

P:L:T = 3:2:1

V

= 6 T3

4,163 T

= 6 T3 = 0,8853 m

Maka : P

= 2,655 m

L

= 1,7705 m

Keterangan : Untuk air domestik dan air pendingin, digunakan air bersih ini tanpa diolah lebih lanjut


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

15

8. Tangki Demineralisasi (Pelunakan) dengan ion Exchanger (TD - 01) Fungsi

: Menghilangkan kesadahan air dengan resin penukar ion

Bentuk


Bahan konstruksi


Jenis resin

: mixed cation and strong base anion

Laju air yang akan dilunakkan Air proses = 51,793 kg/jam = 0,052 m3/jam Dengan faktor keamanan 10%, maka laju alir air menjadi

= 1,1 x 0,052 = 0,057 m3/jam

Dari tabel 19.7, Perry, hal. 19-41, diperoleh Kecepatan air maksimum

= 40,00 m/jam

Tinggi bed minimum

= 1,20 m

Digunakan tinggi bed sebesar = 2,00 m Maka luas penampang tangki A =

Q V

A=

0,057 40

= 0,001 m2 Volume resin untuk satu bed adalah = A x

tinggi bed = 0,001 x 2 = 0,003 m3

Asumsi : Waktu tinggal air dalam tangki resin = 15 menit Maka volume total tangki adalah :

= V resin +

0,057 x 15 / 60

= 0,003 + 0,014 = 0,017 m3 Tinggi tangki seluruhnya adalah

= Volume tangki = 0,017 m3

A

= 0,001 m2 = 12 m


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

 A  Diameter tangki ( D ) = 4,000 x    3,140 

0,5

 0,001  = 4,000 x    3,140 

0, 5

16

= 0,043 m = 1,681 in

Tebal tangki ( t ) = Dimana :

PxD +C 2 f D − 0,6 P

P = Tekanan desain = 14.700 x 1,200 = 17,640 psi D =1,681in F = 12650.000 psi

(Carbon steel SA 283 Grade C)

E = 0,80 C = 0,150 in/10 tahun

t = 0,188 Diambil tebal standar = 0,188 in Maka diameter luar

= Diameter tangki + Tebal standart tangki = 1,681 in + 0,188 in = 1,869 in = 0,047 m

9. Bak Penampung Air Proses (BAP 01) Fungsi

:Menampung air untuk kebutuhan proses

Bentuk

:empat persegi panjang

Jumlah

:1 unit

Bahan Konstruksi

: Beton

Waktu tinggal

:12 jam


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

17

Volume air yang ditampung = 51,793 kg/jam = 0,052 m3/jam x12 jam = 0,625 m3/jam Volume bak penampung dengan faktor keamanan 20% = 1,200 x 0,625 m3/jam = 0,750 m3 Dimensi bak penampung : P x L x T = 0,126 V

= 6,0 T3

0.750

= 6,0 T3

T

= 0,5 m

P

= 3,00 x T = 1,5 m

L

=2xT =1m

10. Bak Khlorinasi (BK) Fungsi

: Menambahkan CaOCl2 pada air agar bebas dari bakteri

Bentuk


Jumlah

; 1 unit

Bahan konstruksi : beton Waktu tinggal

:1jam

Volume air yang harus ditampung = volume air domestik = 2,7230 m3/jam x 1 jam Kebutuhan total = 2,7230 m3 faktor keamanan = 20 % Volume bak penampung = 1,2 x 2,7230 m3 = 3,4038 m3 Dimensi bak penampung , P x L x T = 3 : 2 : 1 V

= 6 T3 INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

18

3.4038 = 6 T3 T = 0,8278 m P=3xT = 2,484 m L=2xT = 1,655 m

11. Bak Penampung Air Domestik (BAD - 01) Fungsi

: Menampung air domestik

Bentuk


Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Beton

Waktu tinggal

: 12 jam

Volume air yang ditampung = 2,723 kg/jam = 2,723 m3/jam x 1 jam = 2,723 m3 Volume bak penampung dengan faktor keamanan 20% = 1.2 x 2,723 m3/jam = 3,404 m3/jam Dimensi bak penampung : PxLxT V 3,404 T P

= 3:2:1 = 6 T3 = 6 T3 = 0,8278 m =3xT = 2,483 m

L

=2xT = 1,655 m


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

19

12. Pompa Dowtherm A Fungsi Memompa Dowtherm A dari tengki penyimpanan Jenis : Pompa sentrifugal

Data : ρ = 8925,600 kg/m3 = 566,703 lb/ft3 Laju alir massa ( G ) = 306.116,22 m3/jam = 685.841,759 ft3/jam µ (viskositas)

= 0,021 cp

(1,30694E-05lb / ft dtk)

Penentuan diameter optimum pompa Qf

=

G

ρ

Dimana: Qf

= Kecepatan volumetrik

G

= Laju alir massa ( 685.841,759 m3/jam )

ρ

= Densitas (566,703 lb/ft3)

Qf

=

685.841,759 = 1210,237 ft3/jam = 0,3362 ft3/detik 566,703

ID opt = 3,9 x Qf 0.45 x ρ0,13 = 3,9 x 0,3362

0.45

x 566,703

(Peters, pers 15, hal 496, untuk aliran turbulen) 0.13

= 5,4 in

Dari tabel 11, Kern, hal 844, dipilih pipa dengan spesifikasi sebagai berikut : Nominal pipe size

= 6 in

Schedule number

= 40 in

Diameter luar (OD)

= 6,6 in

Diameter dalam (ID) = 6,07 in (0.5054 ft) Flow area per pipe

= 28,9 in2


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

20

Kecepatan linear fluida (v) 1 A = 1/4 x π x ID2 = 0,201 ft2 v=

Qf = 1,676 ft/det A

* Penentuan bilangan Reynold Re =

ρ x ID x v = 36.740.734,278 µ

Dari fig.126, Brown, hal 141, untuk commercial steel (e = 0,00015) dengan ID = 6,065 in diperoleh e/D = 0,0003 Dari fig.125, Brown, hal 140, untuk Re = 36.740.734,278 dan e/D = 0,0003 diperoleh : f = 0,015

*Pemipaan Diperkirakan panjang pipa lurus ( L ) = 10 m = 32,8 ft *Standard Elbow 90° yang digunakan = 4 buah * Globe valve yang digunakan = 2 buah * Gate valve yang digunakan

= 2 buah

Dari fig.127, Brown, hal 141, diperoleh panjang ekuivalen (Le): * Standard elbow 90° = 16 ft * Globe valve = 175 ft * Gate valve = 4 ft Maka total panjang pipa = Lt = L+ ΣLe = 454,800 ft = 138,658 m

* Penentuan tenaga yang hilang karena friksi Friction head (F) = f x Lt x V2

(Brown, fig 125, hal 140)

2 x gc x ID Dimana : f

= Faktor friksi = 0,015

Lt = Panjang pipa total = 454,800 ft V = Kecepatan linier fluida = 1,6765 ft/det INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

21

ID = Diameter dalam pipa = 0,5054 ft gc = 32,174 lbm.ft/lbf.detik2 Friction head (F) = 0,5896 ft.lbf/lbm

* Penentuan pressure head - Kerja Pompa Dengan hukum Bernoulli (Pers.10 Peters, hal 486), didapatkan kerja pompa : W = ∆P + ∆V2 + ∆Z g + ΣF 2 gc

ρ Dimana :W

gc

= Working head / Kerja dari pompa

∆P/ρ = Pressure head ∆Z(g/gc) = Potensial head ∆V2 / 2gc = Velocity head ΣF = Friction head

*Penurunan tekanan P1 = 1 atm P2 = 15 atm ∆P = 14 atm (1.381.692,20 N/m2) Pressure head = ∆P x 1 = 15,796 m = 51,811 ft lbf/lbm g

ρ *Beda ketinggian

Diasumsikan ∆Z = 15 m = 49,2 ft ∆Z(g/gc) =

49,20

ft.lbf/lbm

*Velocity head ∆V2 / 2gc = V22 - V12

= 0,0437 ft.lbf/lbm

2 gc * Penentuan daya pompa Dengan hukum Bernoulli, pers.10, Peters, hal 486, didapat kerja pompa : W = ∆P + ∆V2 + ∆Z g + ΣF ρ

2 gc

gc


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

22

W = 101,644 ft.lbf/lbm Daya pompa (P) = W x ρ x Q x (1 Hp / 550 lb ft/dt) P = 35,208 Hp Q = 685842 ft3/jam = 85.502,61 gpm Dari fig 14-37,Peters, hal 520, untuk Q = 85.502,61 gpm diperoleh : Efisiensi pompa sebesar = 85 % Maka Broke Horse Power (BHP) = 41,422 Hp Dari fig 14-38,Peters, hal 521, untuk BHP = 41,422 Hp diperoleh : Efisiensi motor = 90 % Maka daya motor yang sebenarnya (BHP/effisiensi) = 46,02 Hp

Tabel D.4. Hasil Perhitungan Pompa Utilitas Kode

Fungsi memompa air dari

Daya, HP

PU-01

sungai → reservoir

0,5000

PU-02

Reservoir → Bak pengadukan cepat

0,5

PU-03

Bak pengadukan cepat → Bak pengendap I

0,5

PU-04

Bak pengendap I → bak pengendap II

0,5

PU-05

Bak pengendap II → Tangki filtrasi

0,5

PU-06

Bak filtrasi → Bak air bersih

0,5

PU-07

Bak air bersih → Bak klorinasi

0,5

PU-08

Bak klorinasi → Bak air domestik

0,5

PU-09

Bak air bersih → Tangki Deminerlisasi

0,5

PU-10

Tangki Deminerlisasi → Bak air proses sabilizer water

0,5

PU-11

Bak air prosesi → unit proses (stabilizer wather)

0,5

PU-12


46,024

untuk di panaskan dalam furnace sekaligus ke unit proses PU-13


98,049

ke unit proses, sekaligus ke refrigeration system Total


149,573

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

23

D.4 Penyediaan Tenaga Listrik 1. Listrik untuk penggerak motor 2. Listrik untuk pengggerak peralatan penunjang

D.4.1 Listrik Untuk Penggerak Motor 1. Listrik untuk penggerak motor Beberapa peralatan pabrik menggunakan tenaga listrik sebagai penggerak motor. Daya yang dibutuhkan oleh masing-masing alat adalah sebagai berikut : Tabel.D.5. Daya yang dibutuhkan untuk tiap alat No

Nama Alat

Daya (Hp)

1

Kompressor secara menyeluruh proses

2

Pompa secara menyeluruh

4

Pengaduk pada reaktor sulfonasi

3

5

Pengaduk pada STABILIZER WATER

1

Total

96 3497

3597.00

2. Peralatan Utilitas Tabel.D.6. Daya yang dibutuhkan untuk peralatan utilitas No

Nama Alat

1

Pompa pada Utilitas

2

motor pada Kompressor dalam refrigeration system

Total

Daya (Hp) 149.5732 341.76 491.3326

D.4.2 Listrik Untuk Peralatan Penunjang 1. Peralatan bengkel Dalam suatu pabrik diperlukan fasilitas pemeliharaan dan perbaikan peralatan pabrik. Daya listrik yang dibutuhkan untuk fasilitas ini diperkirakan = 50 kW/hari ( 2,0833 kW/jam


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

24

2. Instrumentasi Alat-alat instrumentasi yang digunakan berupa alat-alat kontrol dan alatalat pendeteksi. Daya listrik yang dibutuhkan diperkirakan sebesar = 10 kW/ hari (0,4167 kW/jam)

3. Penerangan lampu jalan, pendingin ruangan dan perkantoran Alat-alat penerangan yang dibutuhkan untuk pabrik, kantor dan lingkungan sekitar pabrik. Selain itu dibutuhkan pendingin ruangan untuk kantor dan

laboratorium.Untuk laboratorium, perlu diberikan daya listrik untuk

mengoperasikan

peralatan laboratorium.

Alat-alat tersebut memerlukan daya listrik sebesar = 60 kW/hari = 80,4 hp/hari (2.5000 kW/jam). Selain itu peralatan kantor seperti komputer, intercom, pengeras suara dan lainnya, membutuhkan tenaga listrik sebesar = 40 kW/ hari = 53,6 hp/ hari = 1,6667 kW/jam

Maka kebutuhan listrik secara keseluruhan adalah : Tabel.D.7. Kebutuhan listrik keseluruhan No

Jenis Penggunaan

Daya (kW/jam)

1

Listrik untuk alat proses

2.683,36

2

Listrik untuk utilitas

366,53

3

Listrik untuk peralatan penunjang

6,67

Total kebutuhan listrik

3.056,56

Diperkirakan kebutuhan listrik tak terduga adalah sebesar 20%, maka daya listrik total adalah

= 1,1 x 3.056,56 Kw/jam = 3362 Kw/jam

Penyediaan listrik berasal dari PLN sebesar 3362 kW dan sebagai cadangan digunakan generator dengan kapasitas 1685 kW sebanyak 2 buah.


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

25

D.4.3 Penyediaan Bahan Bakar 1. Kebutuhan Solar untuk Generator Diketahui :

Heating value solar

= 19200 Btu/lb

Kebutuhan Bahan Bakar Fuel gas berupa solar untuk generator Beban lisrtik (Q) = 1685 kw = 5.754.576,62 BTU/jam Massa bahan bakar

=

Q η x Hv

dimana Hv (Heating valve solar)

= 19200 Btu/lb (Wallas 213)

ή ( Efisiensi Pembakaran)

= 0,75

Densitas solar

= 850 kg/m3

Jadi massa bahan bakar (solar) =

5.754.576,62 0.75 x 19200

= 352,61 lb/jam = 159,940 kg/jam

Diasumsikan : Dalam 1 bulan, listrik padam selama 10 jam Maka, Total kebutuhan solar per generator = 1.599,41kg/bulan = 2,2214 kg/jam untuk 2 unit generator = 4,443 Kebutuhan solar untuk 4 buah truk, 2 bus dan 2 mobil operasional sebesar = 600 L/hari (0,6 m3/ hari ; 21.25 kg/jam )

1. Kebutuhan solar untuk genereator

= 4,4 Kg/jam

2. Kebutuhan solar untuk memanaskan dowtherm A = 728,91 Kg/jam = 17494,444 Kg/ hari 3. Kebutuhan solar untuk bahan bakar Fired Heater

= 713,21 Kg/jam

4. Kebutuhan solar untuk bus dan truk

= 21,31 Kg/jam


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

26

Kebutuhan bahan bakar solar total Total kebutuhan solar = 1.467,85 Kg/jam = 1.726,88 liter /jam = 1.243.354,49 liter / bulan

D.4.4 Tangki Bahan Bakar Solar Fungsi

: Untuk menampung bahan bakar solar selama 1 bulan

Bentuk

: Silinder tegak

Jenis


Bahan


Jumlah

: 3 unit

D.4.4.1 Data •

Tekanan

= 1 atm

•

Temperatur

= 30 oC.

•

Kebutuhan solar

= 1.056.851,32 kg/jam

•

Lama penyimpanan

= 1 bulan

•

Jumlah

= 3 unit

•

Densitas (ρ)

= 850 kg/m3

D.4.4.2 Volume Tangki, VT Volume solar memenuhi 80% dari volume tangki •

Volume parafin, VL


•

Volume tangki, VT


D.4.4.3 Dimensi Tangki •


HT = IDT


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

27

Dimana : IDT


HT

= Tinggi tangki , m

 4V  IDT =  T   π 

1

3

IDT = H = 5,4830 m = 215,9 in

•



= π × ID T2 × H L 4

HL

=

4VL π.ID T2

= 4,3904

m


(g = 9,8 m/dt2)

= ρ.HL.g = 36.572,082

kgF/m2

= 0,3021 atm





+C

[Pers. 14.34, Brownell &

Young] Dimana : t

= tebal tangki , in



F

= Maximum allowable stress untuk SA-167 grade 3 tipe


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

28

306 (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 14750 psi E


C



1,1250 in


= IDT + 2.t

ODT

= 218,117 in

Diambil ukuran standar: ODT Standar = 240 in IDT Standar = [ODT Standar - 2.t] = 237,750 in

D.4.4.4 Tinggi Tangki Termasuk Head, HTH •


= 240 in

Diperoleh : icr

= 14,4375 in

r

= 180 in

Syarat penggunaan torispherical head: icr > 6%.IDT 14,4375in >


14,2650 in (memenuhi)

W = ¼ (3 + (rc/ri)0,5)


Dimana : W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head, in INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

29

rc = radius of crown = r ri = inside corner radius = icr W = 1,6327 in tH =


+ C = 0,1250 in


Diambil tH Standar = 0,1875 in

•



= 1 ½ in s⁄d 4 ½ in,


= ID/2

= 118,875 in

AB

= a – icr

= 104,4375 in

BC

= r – icr

= 165,5625 in

AC

= [ (BC)2 – (AB)2 ]½ = 128,4669 in

b

= r – AC

= 51,5331 in

Maka; OA

= tH + Sf + b = 53,1581 in = 1,3502 m Tinggi tangki termasuk head,

HTH

= HT + OA = 6,836 m


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

30

D.4.5 Tangki untuk penyimpanan bahan baku dowtherm A Fungsi : menampung bahan baku dowtherm A pada saat pembelian sekaligus make up Dowtherm A sebagai pemanas maupun pendingin per 5 tahun Jenis : Silinder Tegak berdasar rata dan beratap torispherical Head Tanpa pengaduk (Brownell & Young, hal 3) Bahan : Carbon Steel SA 238 Grade C Jumlah : 3 unit

D.4.5.1 Data •

Tekanan

= 1 atm

•

Temperatur

= 30 oC.

•

Jumlah

= 3 unit

•

Densitas (ρ)

= 850 kg/m3

•

Lama penyimpanan

= 1 bulan

•

Kebutuhan make up dowtherm A = 187,413 kg/jam

•

Kebutuhan make up dowtherm A = 134.937,221 kg/bulan

D.4.5.2 Volume Tangki, VT Volume solar memenuhi 80% dari volume tangki •

Volume Dowtherm A, VL = Massa x ρ campuran = 128,32 m3

•

Volume tangki, VT


D.4.5.3 Dimensi Tangki •


HT = IDT

Dimana : IDT


HT

= Tinggi tangki , m


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

 4V  IDT =  T   π 

1

LD

31

3

IDT = H = 3,7093 m = 146,036 in

•



= π × ID T2 × H L 4

HL

=

4VL π.ID T2

= 2,9702

m


(g = 9,8 m/dt2)

= ρ.HL.g = 30.608,318 kgF/m2 = 0,3021 atm





+C


Dimana : t

= tebal tangki , in



F

= Maximum allowable stress untuk SA-167 grade 3 tipe 306 (appendix D,item 4, brownell and Young ) = 14750 psi

E

= welded joint efficiency (efisiensi penyambungan) = 0,8


DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

LD

32

Tipe joint yang dipilih adalah double welded butt joint tanpa diradiografi dan tanpa stress relieve → max efficiency berdasarkan table 13.2, hal 254, Brownell & Young. C



1,1250 in


= IDT + 2.t

ODT

= 148,2862

in

Diambil ukuran standar: ODT Standar = 240 in IDT Standar = [ODT Standar - 2.t] = 237,750 in

D.4.5.4 Tinggi Tangki Termasuk Head, HTH •


= 240 in

Diperoleh : icr

= 14,4375 in

r

= 180 in

Syarat penggunaan torispherical head: icr > 6%.IDT 14,4375in >


14,2650 in (memenuhi)

W = ¼ (3 + (rc/ri)0,5)


Dimana : W = faktor intensifikasi stress untuk torispherical head, in rc = radius of crown = r ri = inside corner radius = icr W = 1,6327 in INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

LAMPIRAN D UTILITAS

tH =


LD

+ C = 0,1250 in

33


Diambil tH Standar = 0,1875 in

•



= 1 ½ in s⁄d 4 ½ in,


= ID/2

= 118,8750 in

AB

= a – icr

= 104,4375 in

BC

= r – icr

= 165,5625 in

AC

= [ (BC)2 – (AB)2 ]½ = 128,4669 in

b

= r – AC

= 51,5331 in

Maka; OA

= tH + Sf + b = 53,1581 in = 1,3502 m Tinggi tangki termasuk head,

HTH

= HT + OA = 5,0595 m


DUDDY & DEDY

Lampiran E Analisa Ekonomi

E.1 Ketetapan yang Diambil Konstruksi Produksi komersial Operasi per tahun Shut down Umur teknis pabrik Salvage value 1$ = Bunga bank = Kenaikan harga bahan baku & produk

2007 2008 330 30 10 10% 10000 20% 5%

hari hari tahun DFCI (tanpa harga tanah) rupiah per tahun per tahun


ANALISIS EKONOMI

E−2

E.2 Cost Index Tahun 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Index 1027,4 1039,1 1056,8 1069,9 1068,3 1089,0 1093,9 1104,2 1117,38 1128,17 1138,97 1149,76 1160,55 1171,34 1182,14 1192,93

Index tahun 2003: Index tahun 2007:

1117,4 1160,55


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−3

MARSHALL & SWIFT INDEX Sumber: Chemical Engineering Magazine, www.CHF.com, January 2003

Marshall & Swift Index 1200,0 y = 10,793x - 20501 R2 = 0,9722

1180,0 1160,0 M S Ind e x

1140,0 1120,0 1100,0 1080,0 1060,0 1040,0 1020,0 1000,0 1990

1995

2000

2005

2010

Tahun


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−4

E.3 Daftar Harga Alat-alat Rumus yang digunakan: H2 = H1 x (I2/I1) Dimana : H2 = Harga sekarang H1 = Harga yang diketahui* I2 = Index sekarang (2007) I1 = Index yang diketahui (2003)

 Kapasitas Harga =   Kapasitas referensi

atau

  

exponent

× Harga

referensi

×

Index 2007 Rp 10000 × Index 2003 1US$

E.3.1 Harga Peralatan Utama Marshall and Swift Index Kode T-01 T-02

Nama Alat Tangki Penyimpanan Paraffin Tangki Penyimpanan Benzena

Kapasitas 296,71 153,96

Jml

Kapasitas

Harga ($)

Exp

Harga Satuan

Harga Total

Rp

Rp

3

4

58.000

602.000.000

2.410.000.000

3

3

38.000

394.000.000

1.180.000.000

3

m

m

T-03

Tangki Penyimpanan SO3 cair

211,83

m

1

46.700

485.000.000

485.000.000

T-04

Tangki Penampungan HLAS Tangki Penampungan Heavy Alkylate

308,03

m3

6

59.600

619.000.000

3.710.000.000

99,69

m3

1

28.600

297.000.000

297.000.000

130,62

3

m

1

39.700

412.000.000

412.000.000

10,88

m3

1

21.300

221.000.000

221.000.000

T-05 T-06 T-07

Tangki Penampungan H2 Tangki Stabilizer Water + Pengaduk (curved blade)


DUDDY & DEDY


R-01 R-02

Reaktor Multi Tube Bed (Dehidrogenasi) Reaktor Multi Tube Bed (Alkilasi)

ANALISIS EKONOMI

9,254 26,866

m3

1

3

1

3

m

E−5

1

m3

178.034

0,54

6.140.000.000

6.140.000.000

1

3

178.034

0,54

10.900.000.000

10.900.000.000

2.340.000.000

2.340.000.000

m

R-03

Reaktor CSTR (Sulfonasi)

23,765

m

1

ST-01

Kolom Stripper Benzena

2,810

ft

1

1,5

ft

15.916

0,62

243.000.000

243.000.000

ST-02

Kolom Stripper Paraffin

4,437

ft

1

1,5

ft

15.916

0,62

323.000.000

323.000.000

ST-03

Kolom Stripper LAB

3,800

ft

1

1,5

ft

15.916

0,62

294.000.000

294.000.000

Fired Heater

11E+6

BTU/jam

FH HE V

Heat Exchanger Shell and Tube

1.577,75

226.000

1

277.700

2.880.000.000

2.880.000.000

2

1

51.400

533.000.000

533.000.000

2

ft

Vaporizer

4,13

ft

1

600

6.230.000

6.230.000

S-01

Separator-01

67,85

in

1

12.800

132.000.000

132.000.000

S-02

Separator-02

38,94

in

1

8.500

88.200.000

88.200.000

0,088

2

1

900

9.340.000

9.340.000

2

EV PU

Expander Valve

ft

Pengering Udara

10,2

ft

1

1.100

11.400.000

11.400.000

K-01

Kompresor-01

16,4

HP

1

8.600

89.300.000

89.300.000

K-02

Kompresor-02

76,2

HP

1

24.600

255.000.000

255.000.000

2

1

12.500

129.000.000

129.000.000

2

1

700

7.270.000

7.270.000

2

1

10.200

105.000.000

105.000.000

2

1

1.100

11.400.000

11.400.000

2

1

900

9.340.000

9.340.000

2

1

4.800

49.800.000

49.800.000

H-01 H-02 CSC C-01 C-02 KD-01

Heater-01 Heater-02 Condensor Sub Cooler Cooler-01 Cooler-02 Kondensor Stripper 01


108,09 1,07 120,00 0,00 0,00 503,46

ft

ft

ft ft ft

ft

DUDDY & DEDY


KD-02 KD-03

Kondensor Stripper 02 Kondensor Stripper 03

ANALISIS EKONOMI

281,75 54,32

E−6

ft2

1

23.000

238.000.000

238.000.000

2

1

50.300

522.000.000

522.000.000

2

ft

RE-01

Reboiler Stripper 01

258,52

ft

1

18.900

196.000.000

196.000.000

RE-02


338,21

ft2

1

19.700

204.000.000

204.000.000

2

RE-03


47,76

ft

1

22.300

231.000.000

231.000.000

MP

Mixed Point

10,00

ft

1

8.000

83.000.000

83.000.000

P-01

Pompa-01

100

HP

2

10

HP

1.500

0,33

33.300.000

66.600.000

P-02

Pompa-02

49

HP

2

10

HP

1.500

0,33

26.300.000

52.600.000

P-03

Pompa-03

530

HP

2

10

HP

1.500

0,33

57.700.000

115.000.000

P-04

Pompa-04

580

HP

2

10

HP

1.500

0,33

59.400.000

119.000.000

P-05

Pompa-05

99

HP

2

10

HP

1.500

0,33

33.100.000

66.200.000

P-06

Pompa-06

580

HP

2

10

HP

1.500

0,33

59.400.000

119.000.000

P-07

Pompa-07

150

HP

2

10

HP

1.500

0,33

38.000.000

76.000.000

P-08

Pompa-08

430

HP

2

10

HP

1.500

0,33

53.900.000

108.000.000

P-09

Pompa-09

150

HP

2

10

HP

1.500

0,33

38.000.000

76.000.000

P-10

Pompa-10

140

HP

2

10

HP

1.500

0,33

37.200.000

74.400.000

P-11

Pompa-11

10

HP

2

10

HP

1.500

0,33

15.500.000

31.000.000

P-12

Pompa-12

10

HP

2

10

HP

1.500

0,33

15.500.000

31.000.000

P-13

Pompa-13

49

HP

2

10

HP

1.500

0,33

26.300.000

52.600.000

P-14

Pompa-14

430

HP

2

10

HP

1.500

0,33

53.900.000

108.000.000

P-15

Pompa-15

190

HP

2

10

HP

1.500

0,33

41.100.000

82.200.000

T O T A L


35.543.680.000

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

Rp

Biaya Peralatan Utama Biaya Pengangkutan + Asuransi Biaya Administrasi pelabuhan PPN

35.543.680.000

10%

Rp

5%

Rp

1.780.000.000

Rp

40.873.680.000

Rp

4.090.000.000

SUBTOTAL 10%

TOTAL

Rp

E−7

3.550.000.000

44.963.680.000

E.3.2 Harga Peralatan Penunjang Marshall and Swift Index Kode

SC BP-01 BP-02 BP-03 BP-04 BP-05 BP-06 BP-07 TU-01

Nama Alat

Screen Utilitas Bak Penampung (Reservoir) Bak Pengaduk Cepat Bak Pengendap I Bak Pengendap II Bak Penampung Air Bersih Bak Penampung Air Domestik Bak Penampung Air Proses Tangki Filtrasi


Kapasitas 241,19 43,30 3,61 13,16 12,51 2,94 2,39 0,75 3,64

Jml 2

ft

3

m

3

m

3

m

3

m

3

m

3

m

3

m

3

m

1 1 1 1 1 1 1 1 1

Kapasitas 500 3,80 3,80 3,80 3,80 3,80 3,80 3,80 3,80

Harga ($)

Exp

Harga Satuan

Harga Total

Rp

Rp

2

10.000

0,62

66.000.000

66.000.000

3

500

0,46

15.900.000

15.900.000

3

500

0,46

5.070.000

5.070.000

3

500

0,46

9.190.000

9.190.000

3

500

0,46

8.980.000

8.980.000

3

500

0,46

4.610.000

4.610.000

3

500

0,46

4.190.000

4.190.000

3

500

0,46

2.460.000

2.460.000

3

4.700

0,57

47.600.000

47.600.000

ft

m m m m m m m m

DUDDY & DEDY


TU-02 PU-01

Tangki Demineralisasi Pompa air dari sungai ke reservoir

PU-02

Pompa dari reservoir ke bak pengadukan cepat Pompa dari bak pengadukan cepat ke bak pengendap I Pompa dari bak pengendap ke bak pengendap II Pompa dari bak pengendap II ke tangki filtrasi Pompa dari bak filtrasi ke bak air bersih Pompa dari bak air bersih ke bak klorinasi Pompa dari bak klorinasi bak air domestik Pompa dari bak air bersih ke tangki demineralisasi Pompa dari tangki deminerlisasi ke bak air proses Pompa dari bak air proseske unit proses (stabilizer water) Pompa Dowtherm A dari tangki penyimpanan ke furnace Pompa Dowtherm A dari tangki penyimpanan ke RS Furnace pemanas dowtherm A Refrigeration system (pendingin dowtherm A)

PU-03 PU-04 PU-05 PU-06 PU-07 PU-08 PU-09 PU-10 PU-11 PU-12 PU-13 F RS


ANALISIS EKONOMI

E−8

0,02

m3

1

3,80

m3

4.700

0,57

2.240.000

2.240.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

0,5

HP

2

10

HP

1.500

0,33

5.790.000

11.600.000

51

HP

2

10

HP

1.500

0,33

26.700.000

53.400.000

107

HP

2

10

HP

1.500

0,33

34.000.000

68.000.000

98E+6

BTU/jam

1

1.494.800

15.500.000.000

15.500.000.000

107E+6

BTU/jam

1

3.074.800

31.900.000.000

31.900.000.000

DUDDY & DEDY


TS TD G

ANALISIS EKONOMI

E−9

518

m3

3

36.000

373.000.000

1.120.000.000

Tangki Dowtherm

161

3

m

1

49.500

514.000.000

514.000.000

Generator

1535

kW

2

87.600

909.000.000

1.820.000.000

Tangki Solar

KO-01

Kendaraaan Operasional Direktur

1

300.000.000

300.000.000

KO-02

Kendaraaan Operasional Manager

5

250.000.000

1.250.000.000

B

Bus Karyawan

3

200.000.000

600.000.000

F

Forklift

5

150.000.000

750.000.000

Truk operasional/mobil tangki

3

200.000.000

600.000.000 55.368.840.000

TR

TOTAL Biaya Peralatan Penunjang

Rp

55.368.840.000

Biaya Pengangkutan + Asuransi

10%

Rp

Biaya Administrasi pelabuhan

5%

Rp

5.540.000.000 5.540.000.000

Rp

2.770.000.000

SUBTOTAL PPN

10%

TOTAL TOTAL BIAYA ALAT UTAMA DAN PENUNJANG ADALAH


Rp Rp

63.680.000.000 70.050.000.000

Rp 115.013.680.000

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−10

E.4 Daftar Gaji

No.

Jabatan

Jumlah

Jenjang Pendidikan

Gaji / bulan

Total

Minimum

(Rp)

(Rp)

1

Dewan Komisaris

2

-

15.000.000

30.000.000

2

Direktur

1

S1- S3

14.000.000

14.000.000

3

Manager

4

S1-S2

12.000.000

48.000.000

4

KaBag Produksi

1

D3 - S1

8.000.000

8.000.000

5

KaBag Keteknikan

1

D3 - S1

8.000.000

8.000.000

6

KaBag Keuangan

1

D3 - S1

8.000.000

8.000.000

7

KaBag Akunting

1

D3 - S1

8.000.000

8.000.000

8

KaBag Pemasaran

1

D3 - S1

8.000.000

8.000.000

9

KaBag Distribusi

1

D3 - S1

8.000.000

8.000.000

10

KaBag Personalia

1

D3 - S1

8.000.000

8.000.000

11

KaBag Umum

1

D3 - S1

8.000.000

8.000.000

12

KaSie

16

D3 - S1

3.500.000

56.000.000

13

Sekretaris Direktur

1

D3 - S1

2.100.000

2.100.000

14

Sekretaris Manager

4

D3 - S2

2.100.000

8.400.000

- Supervisor

12

D3 - S1

1.800.000

21.600.000

- Operator

36

SMU - D3

1.500.000

54.000.000

- Supervisor

4

D3 - S1

1.800.000

7.200.000

- Operator

20

SMU - D3

1.500.000

30.000.000

- Supervisor

4

D3 - S1

1.800.000

7.200.000

- Operator

12

SMU - D3

1.500.000

18.000.000

Karyawan Shift 15

16

17

Proses

Utilitas

QC

INSTITUTTEKNOLOGIINDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−11

18

Keamanan

32

SMU

1.200.000

38.400.000

19

Gudang Bahan

12

D3 - S1

1.500.000

18.000.000

Karyawan non Shift 20

Pemeliharaan

9

SMU - D3

1.500.000

13.500.000

21

Promosi

6

D3 - S1

1.500.000

9.000.000

22

Penjualan

6

D3 - S1

1.500.000

9.000.000

23

Distribusi (gudang)

4

D3 - S1

1.500.000

6.000.000

24

Pembelian

3

D3 - S1

1.500.000

4.500.000

25

Litbang

2

D3 - S1

1.500.000

3.000.000

26

Keuangan

4

D3 - S1

1.500.000

6.000.000

27

Akunting

4

D3 - S1

1.500.000

6.000.000

28

Kepegawaian

2

D3 - S1

1.500.000

3.000.000

29

Humas

4

D3 - S1

1.500.000

6.000.000

30

Rumah-Tangga

4

SMU

1.500.000

6.000.000

32

Diklat

2

D3 - S1

1.500.000

3.000.000

33

Dokter

2

S1

2.500.000

5.000.000

34

Perawat

4

D3

1.200.000

4.800.000

36

Supir

2

SMU

1.000.000

2.000.000

37

Supir bus karyawan

3

SMU

1.000.000

3.000.000

38

Supir truk

5

SMU

1.000.000

5.000.000

39

Supir fork lift

8

SMU

1.000.000

8.000.000

TOTAL

242

519.700.000

•

Gaji / tahun (a)

Rp

6.236.400.000

•

Tunjangan Hari Raya (1 bulan gaji)

Rp

519.700.000

•

Tunjangan makan dan transport (0,05 a)

Rp

311.820.000

•

Tunjangan kesehatan (0,025 a)

Rp

155.910.000

•

TOTAL GAJI PER TAHUN

Rp 6.756.100.000


DUDDY & DEDY


Tahun

ANALISIS EKONOMI

E−12

Gaji per tahun

1

Rp

6.756.100.000

2

Rp

6.756.100.000

3

Rp

7.431.710.000

4

Rp

7.431.710.000

5

Rp

8.174.881.000

6

Rp

8.174.881.000

7

Rp

8.992.369.100

8

Rp

8.992.369.100

9

Rp

9.891.606.010

10

Rp

9.891.606.010

Keterangan : setiap 2 tahun ada kenaikan gaji sebesar = 10%


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−13

E.5 Perhitungan Total Modal Investasi (TCI) E.5.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment / FCI) A. Modal Investasi Tetap Langsung / Direct Fixed Capital Investment (DFCI) Item Persentase a. Peralatan utama dan penunjang b. Pemasangan mesin dan peralatan 20% A termasuk isolasi dan pengecatan c. Instrumentasi dan kontrol terpasang 3% A d. Sistem perpipaaan 4% A e. Instalasi listrik terpasang 3% A f. Bangunan g. Tanah h. Fasilitas pelayanan 8% A Sub Total DFCI tak terduga 15% B' Total Modal Investasi Tetap Langsung (DFCI) Keterangan : 1. Luas tanah : 6 Ha Harga tanah Harga tanah keseluruhan

Keterangan

A

B' B

Jumlah

Rp Rp

115.013.680.000 23.002.736.000

Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp

2.875.342.000 4.025.478.800 2.875.342.000 20.000.000.000 15.000.000.000 9.201.094.400 191.993.673.200 28.799.050.980 220.792.720.000

= 60.000 m2 = Rp 250.000 /m2 = Rp 15.000.000.000

2. Luas bangunan : 2 Ha = 20.000 m2 Harga 1 m2 bangunan = Rp 1.000.000 /m2 Harga bangunan keseluruhan = Rp 20.000.000.000 INSTITUTTEKNOLOGIINDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

B. Modal Investasi Tetap Tidak Langsung / Indirect Fixed Capital Investment (IFCI) Item Persentase Keterangan a. Keteknikan dan pengawasan 4% B b. Biaya kontraktor dan konstruksi 5% B c. Bunga pinjaman selama masa konstruksi 20% /tahun d. Trial Run * Sub Total IFCI tak terduga 20% C' Total Modal Investasi Tetap Tidak Langsung (IFCI) Total Modal Investasi Tetap (FCI) = DFCI + IFCI = Rp 305.257.820.000

E−14

Jumlah

C'

Rp Rp Rp Rp Rp

8.831.708.800 11.039.636.000 33.120.000.000 17.396.237.823 70.387.582.623

C

Rp Rp

14.077.516.525 84.465.100.000

Keterangan : Trial run dilakukan selama 2 minggu Perhitungan Biaya Trial Run Perhitungan biaya trial run untuk masa 2 minggu dengan jumlah hari kerja 14 hari Perhitungan : (14 hari x 24 jam/hari x Harga x Kebutuhan (kg/jam)) a.1 Persediaan Bahan Baku Komponen 1 Paraffin (lt/jam) 2 Benzene (lt/jam) 3 SO3 (kg/jam) Total persediaan bahan baku INSTITUTTEKNOLOGIINDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

Kebutuhan 5651,55 2199,39 1891,74

Harga /satuan Rp 3.800 Rp 3.100 Rp 2.300 a1

Rp Rp Rp Rp

Biaya 7.215.901.327 6.818.100 1.461.939.262 8.684.658.689

DUDDY & DEDY


a.2 Persediaan Bahan Baku Tambahan untuk Start Up Komponen 1 Paraffin (lt/jam) 2 Benzene (lt/jam) 3 H2 (lt/jam) 4 Katalis HF-Mordenite/CBV-20A (kg) 5 Katalis Alumina/RDEH-7 (kg) Total bahan baku untuk start up

ANALISIS EKONOMI

Kebutuhan 21990,12 4283,75 6931,57 5143,325031 1298,652705

Harga /satuan Rp 3.800 Rp 3.100 Rp 9,18 Rp 500.000 Rp 300.000 a2

Total biaya bahan baku (a) = Rp b. Persediaan sarana penunjang Komponen 1. Solar (liter/jam) 2. Listrik (KW) 3. Pengolahan Air (m3/jam) - Start up - Kontinyu 4. Tawas (kg/jam) 5. Cl2 (kg/jam) 6. Resin ion exchanger (m3/jam) 7. Dowtherm A* (lt) 8. Perlengkapan keselamatan kerja Total persediaan bahan penunjang INSTITUTTEKNOLOGIINDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

Kebutuhan 1726,42 3070

Rp Rp Rp Rp Rp Rp b

Biaya Rp Rp Rp Rp Rp Rp

83.562.466 13.279.629 63.645 2.571.662.515 389.595.811 2.668.568.255

11.353.227.000

Harga /satuan Rp 3.000 Rp 800

42,41 7,811 0,064 8,760 0,003 2073111,992

E−15

2.100 2.100 10.500 2.500 60.000 1.600

Rp Rp

Biaya 1.740.227.275 825.216.000

Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp

29.925.957 5.511.533 225.792 7.358.400 57.717 3.316.979.187 36.400.000 6.043.010.879 DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−16

* Dowtherm digunakan berulang-ulang (mengalami recycle) secara kontinyu dan diperkirakan bisa bertahan sampai 5 tahun. Kebutuhan dowtherm untuk 10 tahun (lt) = 2073112 Harga per liter = Rp 1.600 Harga dowtherm keseluruhan = Rp 3.316.979.187 Total biaya trial run (a + b) = Rp 17.396.238.000

E.5.2 Modal Kerja (Working Capital Investment / WCI) Modal kerja dihitung untuk masa 3 bulan dengan jumlah hari kerja 90 hari Perhitungan : (90 hari x 24 jam/hari x Harga x Kebutuhan (kg/jam)) a. Persediaan Bahan Baku

1 2 3

Komponen Paraffin (lt/jam) Benzene (lt/jam) SO3 (kg/jam)

Kebutuhan 5651,552 2199,387 1891,743

Harga /satuan Rp 3.800 Rp 3.100 Rp 2.300

Total

Biaya bahan baku tambahan untuk start up sebesar = Total biaya bahan baku =


Rp Rp Rp Rp

Biaya 46.387.937.100 14.727.095.805 9.398.180.972 70.513.213.877

Rp 2.668.568.255 Rp 73.181.783.000

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

b. Persediaan sarana penunjang Komponen 1. Solar (liter/jam) 2. Listrik (KW) 3. Pengolahan Air (m3/jam) 4. Tawas (kg/jam) 5. Cl2 (kg/jam) 6. Resin ion exchanger (m3)

Kebutuhan 1726,881 3370 7,811 0,064 8,760 0,003

Rp Rp Rp Rp Rp Rp

Harga /satuan 3.000 800 2.100 10.500 2.500 6.000

Total 7. Biaya distribusi & penjualan 8. Biaya Laboratorium 9. Biaya pemeliharaan dan perbaikan 10. Gaji karyawan 11. Biaya Administrasi Sub Total WCI (1 s/d 10+total bahan baku) WCI tak terduga Total Modal Kerja (WCI) Total Modal Investasi (TCI) = FCI + WCI =


5% 0,5% 2% 3 5%

penjualan bahan baku DFCI x gaji/bulan gaji Pegawai

20% sub total WCI

Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp

E−17

Biaya 11.190.190.454 5.823.360.000 35.431.281 1.451.520 47.304.000 37.104 17.097.775.000 5.512.500.000 352.566.069 4.415.854.400 1.559.100.000 77.955.000 102.197.533.469 20.439.506.694 122.637.050.000

Rp 427.894.870.000

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−18

E.6 Sruktur Permodalan Yang dapat dijaminkan Jika bank memberikan pinjaman sebesar

= DFCI = Rp 220.792.720.000 = 75 % DFCI = Rp 165.594.540.000

Besar pinjaman dari bank yang diambil sebesar Modal sendiri (TCI - Pinjaman Bank)

= Rp 165.594.540.000 = Rp 262.294.870.000

Sehingga komposisi permodalan adalah Modal sendiri = 61% Pinjaman Bank = 39%

E.6.1 Perhitungan Angsuran Pokok Pinjaman dan Bunga Bank - Jangka waktu pinjaman 5 tahun - Grace Priode 1 tahun - Bunga bank per tahun (diasumsikan tetap selama 5 tahun) = 20% Menentukan Bunga Pinjaman dan Sisa Pinjaman Tahun

Pokok Pinjaman (Rp)

Angsuran Pokok (Rp)

Bunga (Rp)

Jumlah (Rp)

Sisa (Rp)

0

165.600.000.000

0

33.120.000.000

33.120.000.000

165.600.000.000

1

165.600.000.000

41.400.000.000

33.120.000.000

74.520.000.000

124.200.000.000

2

124.200.000.000

41.400.000.000

24.840.000.000

66.240.000.000

82.800.000.000

3

82.800.000.000

41.400.000.000

16.560.000.000

57.960.000.000

41.400.000.000

4

41.400.000.000

41.400.000.000

8.280.000.000

49.680.000.000

0


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−19

E.7 Perhitungan Biaya Bahan Baku dan Bahan Penunjang Perhitungan : (330 hari x 24 jam/hari x Harga x Kebutuhan (kg/jam)) a.1 Persediaan Bahan Baku Komponen Paraffin (lt/jam) Benzene (lt/jam) SO3 (kg/jam) Total

Kebutuhan kg/jam 5651,55 2199,39 1891,74

a.2 Persediaan Bahan Baku Tambahan untuk Start Up Diasumsikan start up dilakukan sebanyak empat kali dalam setahun Perhitungan : 4 x Kebutuhan bahan per start up x Harga Komponen Kebutuhan Paraffin (lt) 21990,12 Benzene (lt) 4283,75 H2 (lt) 6931,57 Katalis HF-Mordenite/CBV-20A (kg) 5143,33 Katalis Alumina/RDEH-7 (kg) 1298,65 Total bahan baku untuk start up


Harga /satuan Rp Rp Rp

3.800 3.100 2.300

Biaya Rp 170.089.102.698 Rp 53.999.351.285 Rp 34.459.996.898 Rp 258.548.450.000

3.800 3.100 9,18 500.000 300.000

Biaya 334.249.866 53.118.515 254.578 10.286.650.062 1.558.383.245 387.622.960

Harga /satuan Rp Rp Rp Rp Rp

DUDDY & DEDY

Rp Rp Rp Rp Rp Rp


Tahun 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ANALISIS EKONOMI

Kapasitas Produksi 70% 80% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

E−20

Biaya bahan baku (Rp) 181.255.249.000 217.506.298.800 271.475.872.500 285.049.666.125 299.302.149.431 314.267.256.903 329.980.619.748 346.479.650.735 363.803.633.272 381.993.814.936

Catatan : Kenaikan biaya bahan baku 5% per tahun. b. Persediaan sarana penunjang Komponen 1. Solar (liter/jam) 2. Listrik (KW) 3. Pengolahan air (m3 ) 4. Tawas (kg/jam) 5. Cl2 (kg/jam) 6. Resin ion exchanger (m3)

Kebutuhan 1727 3370 7,811 0,064 8,760 0,003 Total

Catatan : Kenaikan biaya penunjang 5% per tahun. INSTITUTTEKNOLOGIINDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY

Rp Rp Rp Rp Rp Rp

Harga /satuan 3.000,00 800,00 2.100,00 10.500,00 2.500,00 6.000,00

Biaya Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp

41.030.698.331 21.352.320.000 129.914.698 5.322.240 173.448.000 136.048 62.691.839.000


ANALISIS EKONOMI

E−21

E.8 Hasil Penjualan Produk per Tahun HLAS Hasil produksi Harga Jual Hasil penjualan produk per tahun Tahun

Kapasitas

= 60.000.000 kg/tahun = Rp 10.500 = Rp 630.000.000.000 Penjualan HLAS

Produksi

Total Penjualan (Total Sales)

1

70%

441.000.000.000

441.000.000.000

2

80%

529.200.000.000

529.200.000.000

3

100%

661.500.000.000

661.500.000.000

4

100%

694.575.000.000

694.575.000.000

5

100%

729.303.750.000

729.303.750.000

6

100%

765.768.937.500

765.768.937.500

7

100%

804.057.384.375

804.057.384.375

8

100%

844.260.253.594

844.260.253.594

9

100%

886.473.266.273

886.473.266.273

10

100%

930.796.929.587

930.796.929.587

Keterangan : Terjadi kenaikan harga produk sebesar 5% per tahun.

E.9 Salvage Value Salvage value untuk masing masing barang modal adalah sebagai berikut : a. Kendaraan (Mobil operasional, Bus Karyawan) = 10% x Rp 3.500.000.000 = Rp 350.000.000 b. DFCI selain kendaraan, tanah, dan bangunan = 10% x Rp 181.692.720.000 = Rp 18.169.272.000 c. Bangunan = 10% x Rp 20.000.000.000 = Rp 2.000.000.000 Harga tanah tidak mengalami depresiasi, harga tanah dianggap kembali pada tahun ke-10. Total nilai salvage value pada tahun ke-10 adalah Rp 35.579.272.000 INSTITUTTEKNOLOGIINDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−22

E.10 Depresiasi - Depresiasi digolongkan pada masing-masing alat sesuai periode depresiasinya - Metode yang dipakai adalah Metode Garis Lurus - Periode depresiasi menurut SK Menteri Keuangan No. 961/KMK-04/1983 adalah: a. 5 tahun atau 20% / tahun untuk kendaraan b. 10 Tahun atau 10% /tahun untuk mesin-mesin industri kimia c. 20 tahun atau 5% / tahun untuk bangunan d. 5 tahun atau 20% / tahun untuk IFCI tanpa salvage value (amortisasi)

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Kendaraan (Rp)

DFCI tanpa tanah, bangunan & kendaraan (Rp)

Bangunan (Rp)

Nilai depresiasi

Jumlah Nilai

IFCI

Depresiasi

(Rp)

(Rp)

738.000.000 16.352.344.800 1.800.000.000 16.893.020.000 35.783.364.801 738.000.000 16.352.344.800 1.800.000.000 16.893.020.000 35.783.364.802 738.000.000 16.352.344.800 1.800.000.000 16.893.020.000 35.783.364.803 738.000.000 16.352.344.800 1.800.000.000 16.893.020.000 35.783.364.804 738.000.000 16.352.344.800 1.800.000.000 16.893.020.000 35.783.364.805 -

16.352.344.800 1.800.000.000

-

18.152.344.806

-

16.352.344.800 1.800.000.000

-

18.152.344.807

-

16.352.344.800 1.800.000.000

-

18.152.344.808

-

16.352.344.800 1.800.000.000

-

18.152.344.809

-

16.352.344.800 1.800.000.000

-

18.152.344.810


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−23

E.11 Perhitungan Biaya Produksi Total (TPC) Keterangan : biaya produksi dihitung per tahun operasi pabrik (330 hari) TAHUN

Tahun Pertama

Tahun Kedua

80%

90%

KAPASITAS PRODUKSI BIAYA PRODUKSI

Fixed Cost

Variabel Cost

Fixed Cost

Variabel Cost

-

181.255.249.000

-

217.506.298.800

/2 tahun

6.756.100.000

-

6.756.100.000

-

A. Biaya Manufacturing (Manufacturing Cost) 1. Biaya Manufacturing Langsung (DMC) a. Biaya bahan baku & penolong (kenaikan 5% per tahun) b. Gaji karyawan

BB

kenaikan

10%

c. Biaya pemeliharaaan dan perbaikan (kenaikan 5% per tahun)

2%

DFCI

4.415.854.400

-

4.636.647.120

-

d. Biaya royalty dan patent

1%

TS

4.410.000.000

-

5.292.000.000

-

0,5%

BB

-

906.276.245

-

1.087.531.494

-

28.721.488.831

-

34.465.786.598

-

125.234.401

-

150.281.282

40.440.000

14.946.624.000

42.462.000

17.935.948.800

-

111.888.458

-

134.266.150

e. Biaya laboratorium f. Biaya sarana penunjang - Bahan bakar - Pengolahan Air - Listrik - Air - Perlengkapan keselamatan kerja

36.400.000

Total Biaya Manufacturing Langsung (DMC)

2. Biaya Plant Overhead


20%

(1b + 1c)

38.220.000

15.658.794.400

226.066.760.936

16.765.429.120

271.280.113.123

2.234.390.880

-

2.278.549.424

-

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−24

3. Biaya Manufacturing Tetap (FMC) a. Depresiasi b. Pajak bumi dan bangunan diperkirakan 0.1 % x (tanah + bangunan)

35.783.364.801

-

35.783.364.802

-

0,1%

35.000.000

-

38.500.000

-

c. Biaya asuransi

0,2%

441.585.440

-

485.743.984

-

Total Biaya Manufacturing Tetap (FMC)

36.259.950.241

-

36.307.608.786

-

Total Biaya Manufacturing

54.153.135.521

226.066.760.936

55.351.587.330

DFCI

B. Pengeluaran Umum (General Expenses) a. Biaya administrasi

5%

1b

311.820.000

-

327.411.000

-

b. Biaya distribusi dan penjualan

5%

TS

-

22.050.000.000

-

26.460.000.000

c. Bunga bank

33.120.000.000

-

24.840.000.000

-

Total Pengeluaran Umum

33.431.820.000

22.050.000.000

25.167.411.000

26.460.000.000

87.584.955.521

248.116.760.936

80.518.998.330

297.740.113.123

TOTAL BIAYA TOTAL BIAYA PRODUKSI (TPC)


335.701.716.457

378.259.111.453

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

TAHUN

Tahun Ketiga

Tahun Keempat

KAPASITAS PRODUKSI

100%

100%

BIAYA PRODUKSI

E−24

Fixed Cost

Variabel Cost

Fixed Cost

Variabel Cost

-

271.475.872.500

-

285.049.666.125

/2 tahun

7.431.710.000

-

7.431.710.000

-


BB

kenaikan

10%


2%

DFCI

4.868.479.476

-

5.111.903.450

-


1%

TS

6.615.000.000

-

6.945.750.000

-

0,5%

BB

-

1.357.379.363

-

1.425.248.331

- Bahan bakar

-

45.236.344.910

-

47.498.162.155

- Pengolahan Air

-

197.244.182

-

207.106.391

44.585.100

23.540.932.800

46.814.355

24.717.979.440

-

176.224.322

-

185.035.538

e. Biaya laboratorium f. Biaya sarana penunjang

- Listrik - Air - Perlengkapan keselamatan kerja

40.131.000

Total Biaya Manufacturing Langsung (DMC) 2. Biaya Plant Overhead

20%

(1b + 1c)

42.137.550

18.999.905.576

341.983.998.076

19.578.315.355

359.083.197.980

2.460.037.895

-

2.508.722.690

-

35.783.364.803

-

35.783.364.804

-

42.350.000

-

46.585.000

-

3. Biaya Manufacturing Tetap (FMC) a. Depresiasi b. Pajak bumi dan bangunan diperkirakan 0.1 % x (tanah + bangunan)


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

c. Biaya asuransi

0,2%

DFCI

534.318.382

-

587.750.221

-


36.360.033.185

-

36.417.700.025

-


57.819.976.657

E−25

58.504.738.069


5%

1b

343.781.550

-

360.970.628

-


5%

TS

-

33.075.000.000

-

34.728.750.000

c. Bunga bank

16.560.000.000

-

8.280.000.000

-

Total Pengeluaran Umum

16.903.781.550

33.075.000.000

8.640.970.628

34.728.750.000

74.723.758.207

375.058.998.076

67.145.708.697

393.811.947.980

TOTAL BIAYA TOTAL BIAYA PRODUKSI (TPC)


449.782.756.283

460.957.656.677

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

TAHUN

Tahun Kelima

Tahun Keenam

KAPASITAS PRODUKSI

100%

100%

BIAYA PRODUKSI

E−25

Fixed Cost

Variabel Cost

Fixed Cost

Variabel Cost

-

299.302.149.431

-

314.267.256.903

/2 tahun

8.174.881.000

-

8.174.881.000

-


BB

kenaikan

10%


2%

DFCI

5.367.498.622

-

5.635.873.553

-


1%

TS

7.293.037.500

-

7.657.689.375

-

0,5%

BB

-

1.496.510.747

-

1.571.336.285

- Bahan bakar

-

49.873.070.263

-

52.366.723.776

- Pengolahan Air

-

217.461.711

-

228.334.796

- Listrik

49.155.073

25.953.878.412

51.612.826

27.251.572.333

- Air PAM

-

194.287.315

-

204.001.681


- Perlengkapan keselamatan kerja

44.244.428


20%

(1b + 1c)

46.456.649

20.928.816.623

377.037.357.879

21.566.513.404

395.889.225.773

2.708.475.924

-

2.762.150.911

-

3. Biaya Manufacturing Tetap (FMC)


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

a. Depresiasi b. Pajak bumi dan bangunan diperkirakan 0.1 % x (tanah + bangunan)

35.783.364.805

-

18.152.344.806

-

0,1%

51.243.500

-

56.367.850

-

c. Biaya asuransi

0,2%

646.525.243

-

711.177.767

-


36.481.133.548

-

18.919.890.423

-


60.118.426.095

DFCI

E−26

43.248.554.737


5%

1b

379.019.159

-

397.970.117

-


5%

TS

-

36.465.187.500

-

38.288.446.875

-

-

-

-

379.019.159

36.465.187.500

397.970.117

38.288.446.875

60.497.445.254

413.502.545.379

43.646.524.854

434.177.672.648

c. Bunga bank Total Pengeluaran Umum TOTAL BIAYA TOTAL BIAYA PRODUKSI (TPC)


473.999.990.632

477.824.197.502

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

TAHUN

Tahun Ketujuh

Tahun Kedelapan

KAPASITAS PRODUKSI

100%

100%

BIAYA PRODUKSI

E−26

Fixed Cost

Variabel Cost

Fixed Cost

Variabel Cost

-

329.980.619.748

-

346.479.650.735


BB 10%

/2 tahun

8.992.369.100

-

8.992.369.100

-


2%

DFCI

5.917.667.231

-

6.213.550.593

-


1%

TS

8.040.573.844

-

8.442.602.536

-

0,5%

BB

-

1.649.903.099

-

1.732.398.254

-

54.985.059.965

-

57.734.312.963

-

239.751.536

-

251.739.113

- Listrik

54.193.468

28.614.150.949

5.007.621

30.044.858.497

- Air PAM

-

214.201.765

-

224.911.853

e. Biaya laboratorium

kenaikan

f. Biaya sarana penunjang - Bahan bakar - Pengolahan Air


48.779.481


20%

(1b + 1c)

51.218.455

23.053.583.124

415.683.687.061

23.704.748.305

436.467.871.414

2.982.007.266

-

3.041.183.939

-



DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI


18.152.344.807

-

18.152.344.808

-

0,1%

62.004.635

-

68.205.099

-

c. Biaya asuransi

0,2%

782.295.544

-

860.525.098

-


18.996.644.986

-

19.081.075.005

-


45.032.235.376

DFCI

E−27

45.827.007.248


5%

1b

417.868.623

-

438.762.054

-


5%

TS

-

40.202.869.219

-

42.213.012.680

-

-

-

-

417.868.623

40.202.869.219

438.762.054

42.213.012.680

45.450.103.998

455.886.556.280

46.265.769.302

478.680.884.094



501.336.660.279

524.946.653.396

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

TAHUN

Tahun Kesembilan

Tahun Kesepuluh

KAPASITAS PRODUKSI

100%

100%

BIAYA PRODUKSI

E−27

Fixed Cost

Variabel Cost

Fixed Cost

Variabel Cost

-

363.803.633.272

-

381.993.814.936

/2 tahun

9.891.606.010

-

9.891.606.010

-


BB

kenaikan

10%


2%

DFCI

6.524.228.122

-

6.850.439.528

-


1%

TS

8.864.732.663

-

9.307.969.296

-

0,5%

BB

-

1.819.018.166

-

1.909.969.075

- Bahan bakar

-

60.621.028.611

-

63.652.080.042

- Pengolahan Air

-

264.326.069

-

277.542.372

- Listrik

59.748.298

31.547.101.422

62.735.713

33.124.456.493

- Air PAM

-

236.157.446

-

247.965.318



53.779.378


20%

(1b + 1c)

56.468.347

25.394.094.471

458.291.264.985

26.169.218.894

481.205.828.234

3.283.166.826

-

3.348.409.108

-



DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI


18.152.344.809

-

18.152.344.810

-

0,1%

75.025.608

-

82.528.169

-

c. Biaya asuransi

0,2%

946.577.608

-

1.041.235.369

-


19.173.948.025

-

19.276.108.348

-


47.851.209.323

DFCI

E−28

48.793.736.350


5%

1b

460.700.156

-

483.735.164

-


5%

TS

-

44.323.663.314

-

46.539.846.479

-

-

-

-

460.700.156

44.323.663.314

483.735.164

46.539.846.479

48.311.909.479

502.614.928.299

49.277.471.514

527.745.674.714



550.926.837.778

577.023.146.228

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−28

E.12 Break Event Point (BEP) Rumus Umum =

Total Fixed Cost Total Sales - Total Variabel Cost

x 100 %

Total

Total

Total

BEP

Fixed Cost (Rp)

Variabel Cost (Rp)

Penjualan (Rp)

(%)

1

89.474.955.351

354.452.515.623

630.000.000.000

32,47

2

81.841.998.160

372.175.141.404

661.500.000.000

28,29

3

74.723.758.036

375.058.998.076

661.500.000.000

26,09

4

67.145.708.526

393.811.947.980

694.575.000.000

22,33

5

60.497.445.083

413.502.545.379

729.303.750.000

19,16

6

43.646.524.854

434.177.672.648

765.768.937.500

13,16

7

45.450.103.998

455.886.556.280

804.057.384.375

13,05

8

46.265.769.302

478.680.884.094

844.260.253.594

12,66

9

48.311.909.479

502.614.928.299

886.473.266.273

12,59

10

49.277.471.514

527.745.674.714

930.796.929.587

12,23

Tahun


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−29

E.13 Laba Rugi dan Pajak Berdasarkan UU No.10 tahun 1994 sebagai berikut : Penghasilan Kena Pajak Tarif Pajak (%) - s/d Rp. 25 juta 10% - Rp. 25 juta s/d 50 juta 15% - > Rp 50 juta 30% Tahun 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Penjualan (Rp) 441.000.000.000 529.200.000.000 661.500.000.000 694.575.000.000 729.303.750.000 765.768.937.500 804.057.384.375 844.260.253.594 886.473.266.273 930.796.929.587


Pengeluaran (Rp) 335.701.716.457 378.259.111.453 449.782.756.283 460.957.656.677 473.999.990.632 477.824.197.502 501.336.660.279 524.946.653.396 550.926.837.778 577.023.146.228

Laba sebelum pajak (Rp) 105.298.283.543 150.940.888.547 211.717.243.717 233.617.343.323 255.303.759.368 287.944.739.998 302.720.724.096 319.313.600.198 335.546.428.495 353.773.783.359

PPH 30% (Rp) 31.582.242.531 45.276.133.282 63.511.724.372 70.081.734.332 76.590.375.937 86.376.711.000 90.812.072.410 95.791.360.020 100.656.964.274 106.127.378.336

Laba setelah pajak (Rp) 73.716.041.011 105.664.755.265 148.205.519.346 163.535.608.991 178.713.383.431 201.568.028.998 211.908.651.687 223.522.240.178 234.889.464.221 247.646.405.023

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−30

Jumlah nominal aliran masuk = Laba setelah pajak + depresiasi + salvage value Laba setelah pajak

Depresiasi

Salvage value

Cash in Nominal

(Rp)

(Rp)

(Rp)

(Rp)

1

73.716.041.011

35.783.364.801

-

109.499.405.812

2

105.664.755.265

35.783.364.802

-

141.448.120.067

3

148.205.519.346

35.783.364.803

-

183.988.884.149

4

163.535.608.991

35.783.364.804

-

199.318.973.795

5

178.713.383.431

35.783.364.805

410.000.000

214.906.748.236

6

201.568.028.998

18.152.344.806

-

219.720.373.804

7

211.908.651.687

18.152.344.807

-

230.060.996.494

8

223.522.240.178

18.152.344.808

-

241.674.584.986

9

234.889.464.221

18.152.344.809

-

253.041.809.030

10

247.646.405.023

18.152.344.810

35.579.272.000

301.378.021.833

Tahun


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−31

E.14 Minimum Payback Period (MPP) Jangka waktu minimum pengembalian investasi modal sebagai berikut : (Keterangan :suku bunga tahunan 20 %)

Tahun 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

NCF nominal (Rp) (427.894.870.000) 109.499.405.812 141.448.120.067 183.988.884.149 199.318.973.795 214.906.748.236 219.720.373.804 230.060.996.494 241.674.584.986 253.041.809.030 301.378.021.833

Faktor Discount 1/(1+0.20)^n 1,000 0,833 0,694 0,579 0,482 0,402 0,335 0,279 0,233 0,194 0,162

Jumlah tahun yang dibutuhkan : (dengan interpolasi) = 4 tahun + 35.820.265.007

NCF PV (Rp) (427.894.870.000) 91.249.504.844 98.227.861.157 106.475.048.697 96.122.190.295 86.366.202.191 73.583.908.623 64.205.801.866 56.205.784.394 49.041.197.835 48.674.233.086

Discounted Cash Flow (Rp) (427.894.870.000) (336.645.365.156) (238.417.503.999) (131.942.455.302) (35.820.265.007) 50.545.937.184 124.129.845.806 188.335.647.672 244.541.432.066 293.582.629.901 342.256.862.988

x 12 bulan

50.545.937.184 - (35.820.265.007)

= 4 tahun 5 bulan 29 hari INSTITUTTEKNOLOGIINDONESIA TEKNIK KIMIA ’01

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−32

E.15 Internal Rate of Return (IRR) Keterangan : Net Cash Flow (NCF) sesudah pajak = (Penjualan - Pengeluaran - Pajak) + Depresiasi Tahun 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Net Cash Flow (Rp) (427.894.870.000) 109.499.405.812 141.448.120.067 183.988.884.149 199.318.973.795 214.906.748.236 219.720.373.804 230.060.996.494 241.674.584.986 253.041.809.030 301.378.021.833 Total IRR

Bunga 37,49054% 1/(1+I)^n 1,000 0,727 0,529 0,385 0,280 0,204 0,148 0,108 0,078 0,057 0,041

= 35,257% +

0 19.924,0

= 37,49054165%


≈

Present Value (427.894.870.000) 79.641.410.829 74.825.830.261 70.790.198.885 55.777.285.123 43.740.723.724 32.526.207.118 24.770.414.434 18.925.546.974 14.412.420.498 12.484.852.079 19.924,0267

-

(100.665,4)

-

(100.665,4)

x

Bunga 37,49055% 1/(1+I)^n 1,000 0,727 0,529 0,385 0,280 0,204 0,148 0,108 0,078 0,057 0,041

( 37,49054%

Present Value (427.894.870.000) 79.641.405.037 74.825.819.376 70.790.183.439 55.777.268.896 43.740.707.817 32.526.192.923 24.770.401.823 18.925.535.962 14.412.411.064 12.484.842.998 (100.665,4237)

- 37,49055%)

37,49%

DUDDY & DEDY


Tahun 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ANALISIS EKONOMI

Net Cash Flow (Rp) (427.894.870.000) 109.499.405.812 141.448.120.067 183.988.884.149 199.318.973.795 214.906.748.236 219.720.373.804 230.060.996.494 241.674.584.986 253.041.809.030 301.378.021.833 Total

Bunga 37,49% 1/(1+I)^n 1,000 0,727 0,529 0,385 0,280 0,204 0,148 0,108 0,078 0,057 0,041

E−33

Present Value (427.894.870.000) 79.641.409.872 74.825.828.462 70.790.196.333 55.777.282.442 43.740.721.095 32.526.204.772 24.770.412.350 18.925.545.154 14.412.418.939 12.484.850.579 (0)

IRR > bunga pinjaman, maka berarti proyek investasi pabrik HLAS ini feasible.


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−34

E.16 Net Cash Flow (NCF) Tahun 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Net Cash Flow (Rp) (427.894.870.000) 109.499.405.812 141.448.120.067 183.988.884.149 199.318.973.795 214.906.748.236 219.720.373.804 230.060.996.494 241.674.584.986 253.041.809.030 301.378.021.833 Total

Bunga 20 % 1/(1+I)^n 1,000 0,833 0,694 0,579 0,482 0,402 0,335 0,279 0,233 0,194 0,162

NCFPV (427.894.870.000) 91.249.504.844 98.227.861.157 106.475.048.697 96.122.190.295 86.366.202.191 73.583.908.623 64.205.801.866 56.205.784.394 49.041.197.835 48.674.233.086 342.256.870.000

Net Cash Flow Present Value bernilai positif sebesar Rp 342.256.870.000, berarti pada akhir tahun ke-10 pabrik, seluruh modal investasi sudah kembali dan masih mendapat keuntungan sebesar Rp 342.256.870.000.


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−35

Grafik BEP pada Tahun pertama 7E+11

6E+11

5E+11

4E+11 Rp

VC FC TS TC

3E+11

2E+11

1E+11

0 0

10

20

30

40

50

% Kapasitas


60

70

70

80

90

100

DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−36

Grafik BEP pada Tahun ketiga 7E+11

6E+11

5E+11

4E+11 Rp

VC FC TS TC

3E+11

2E+11

1E+11

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 100

% Kapasitas


DUDDY & DEDY


ANALISIS EKONOMI

E−37

Grafik BEP pada Tahun keenam

9E+11

8E+11

7E+11

6E+11 VC

5E+11 Rp

FC TS TC

4E+11

3E+11

2E+11

1E+11

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 100

% Kapasitas


DUDDY & DEDY

Perancangan Pabrik Alkylbenzene Sulfonic Acid

Recommend Documents